ارزیابی و مقایسه فرایند تخمیری تولید اسید لاکتیک توسط پنج سویه مختلف لاکتوباسیلوس در کشت غوطه‌ور ناپیوسته بر روی محیط آب‌پنیر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی شیمی ، گروه مهندسی شیمی، واحد شاهرود،دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران

2 استادیار گروه مهندسی شیمی، واحد قائم شهر، دانشگاه آزاد اسلامی، قائم شهر، ایران

3 استاد دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، دانشکده مهندسی شیمی، بابل، ایران

چکیده

این پژوهش با هدف شناسایی بهترین سویه تولید­کننده اسید لاکتیک از میان سویه­های مختلف لاکتوباسیلوس متداول در تولید اسید لاکتیک انجام گرفت. پنج سویه لاکتوباسیلوس بولگاریکوس، لاکتوباسیلوس کازئی، لاکتوباسیلوس لاکتیس، لاکتوباسیلوس دلبروکی و لاکتوباسیلوس فرمنتوم مورد بررسی قرار گرفت. فرایند تخمیری تولید اسید لاکتیک در کشت غوطه­ور ناپیوسته بر روی محیط آب­پنیر به عنوان سوبسترای اصلی در شیکر انکوباتور انجام شد. روند تولید اسید لاکتیک و توده سلولی و مصرف لاکتوز در فرایند تولید در طی زمان 50 ساعت اندازه­گیری گردید. لاکتوباسیلوس بولگاریکوس در محیط کشت حاوی 50 گرم بر لیتر لاکتوز، با تولید 6/26 گرم بر لیتر اسید لاکتیک، بازده تولید 602/0 گرم اسید لاکتیک به گرم لاکتوز و بهره دهی معادل با 511/0 گرم اسید لاکتیک در لیتر در ساعت به عنوان بهترین سویه تولید­کننده اسید لاکتیک در بین سویه­های مورد بررسی شناسایی شد. پس از آن،  لاکتوباسیلوس کازئی نیز با تولید 1/24 گرم بر لیتر اسید لاکتیک، بازده 586/0 گرم اسید لاکتیک به گرم لاکتوز و بهره­دهی 504/0 گرم اسید لاکتیک در لیتر در ساعت و بدون وجود تفاوت معنی­داری با لاکتوباسیلوس بولگاریکوس، در رتبه دوم قرار گرفت. سویه­های لاکتوباسیلوس بولگاریکوس و لاکتوباسیلوس کازئی با تولید مقادیر مناسب اسید لاکتیک، برای استفاده در صنایع غذایی و دارویی مناسب تشخیص داده شدند.

کلیدواژه‌ها


- اردستانی، ف. و ذبیحی، ح. 1393. بهینه­سازی محیط کشت غیر پیوسته جهت افزایش راندمان تولید بیولوژیکی اسید لاکتیک توسط لاکتوباسیلوس کازئی با استفاده از روش آماری تاگوچی. نخستین همایش ملی الکترونیکی دستاوردهای نوین در علوم غذایی. سیستان و بلوچستان.

2- اصفهانیان، م. و ذبیحی، ن. 1393. تولید تخمیری اسید لاکتیک طی فرایند غیر پیوسته با استفاده از آب پنیر. پانزدهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران. 1-5.

3- ذوالنوریان، ن. و محمد شریفی، ف. 1383. ماست - شناسایی میکروارگانیسم های پایه تولیدکننده ماست (لاکتوباسیلوس دلبروکی زیرگونه- بولگاریکوس واسترپتوکوکوس ترموفیلوس. استاندارد ملی ایران شماره 7713. 4-8.

4- عبدالعلی زاده، م. ص.، واشقانی فراهانی، ا.، خدابنده، م. و هاشمی نجف آبادی، س. 1389. بهینه­سازی شرایط تولید اسید لاکتیک در فرایند غیر مداوم تخمیر آب­پنیر توسط باکتری لاکتوباسیلوس کازئی. مجله علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران. دوره 7. شماره2.

5- Buyukkileci, A. and Harsa, S. 2000. L (+) Lactic acid production from whey by Lactobacillus casei NRRL B-441. Izmir. Instit. Technol. 34-40.

6- Cock, L. S. and De Stouvenel, A. R. 2006. Lactic acid production by a strain of Lactococcus lactis subsp lactis isolated from sugarcane plants. Elec. J. Biotechnol. 9 (1): 1-7.

7- Cockrem, M. and Pride, D. 1991. Recovery of lactate ester and lactic acid from fermentation broth. US Patent. 718542.

8- Juturu, V. and Wu, J. C. 2016. Microbial production of lactic acid: the latest development. Crit. Rev. Biotechnol. In Press.  

9- Kadam, S. R., Patil, S., Bastawde, B., Khire, M. and Gokhale, V. 2006. Strain improvement of Lactobacillus delbrueckii NCIM 2365 for lactic acid production. Pro. Biochem. 44 (1): 120-6.

10- Martinez, F. A. C., Balciunas, E. M., Salgado, J. M., Gonzalez, J. M. D., Converti, A. and Oliveira, R. P. S. 2013. Lactic acid properties, applications and production: A review. Trends. Food. Sci. Technol. 30 (1): 70-83.

11- Mirdamadi, S., Sadegi, H., Sharifi, N., Fallahpour, M., Mohseni, F. and Bakhtiari, M. R. 2002. Comparison of Lactic acid isomers produced by fungal and bacterial strains. Iran. Biomedic. J. 6 (2-3): 69-75.

12- Pal, P., Sikder, J., Roy, S. and Giorno, L. 2009. Process intensification in lactic acid production: A review of membrane based processes. Chem. Eng. Processing. Process. Intens. 48 (11-12): 1549-59.   

13- Prachamon, T., Boonmee, M. and Hamsup, K. 2008. Lactic acid production using sugar cane juice as a substrate. KKU. Res. J. 8 (3):1-8.

14- Roslina, R. 2008. Optimization and modeling of lactic acid production from pineapple waste. Uni. Technol. Malaysia. 25- 6.

15- Roukas, T., Kotzamanidis, Ch. and Skaracis, G. 2002. Optimization of lactic acid production from beet molasses by Lactobacillus delbrueckii NCIMB 8130. World. J. Microbiol. Biotechnol. 18: 441-8.

16- Schepers, A. W., Thibault, J. and Lacroix, Ch. 2006. Continuous lactic acid production in whey permeate/yeast extract medium with immobilized Lactobacillus helveticus in a two-stage process: model and experiments. Enz. Microbial. Technol. 38: 324–37.

17- Serna, L. and Rodriguez, A. 2006. Lactic acid production by a strain of Lactococcus lactis subs lactis isolated from sugar cane plant. Elec. J. Biotechnol. 9 (1): 15-19.

18- Sheeladevi, A. and Ramanathan, N. 2011. Lactic acid production using lactic acid bacteria under optimized conditions. Int. J. Pharmacut. Biologic. Arch. 2(6): 1686-91.

19- Wee, Y., Kim, J. N., Yun, J. S. and Ryu, H. W. 2004. Utilization of sugar molasses for economical L(+) Lactic acid production by batch fermentation of Enterococcus faecalis. J. Enz. Microb. Technol. 35: 568-75.

20- Zannini, E., Santarelli, S., Osimani, A., Dellaquila, L. and Clementi, F. 2005. Effect of process parameters on the production of Lactic acid bacteria in batch fermentation. Ann. Microbial. 55: 273-8.