عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی تولید و جداسازی پیش ساز کیتوسان از قارچ گنودرما لوسیدوم بومی ایران
- رشته تحصیلی
- علوم فنون - بیوتکنولوژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 299748;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75751
- تاریخ دفاع
- ۱۷ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- جابر محمدنژادحاجی
- استاد راهنما
- اشرف السادات حاتمیان زارمی
- چکیده
- چکیده کیتین و کیتوسان پلی ساکارید هایی هستند که به دلیل دارا بودن خصوصیات منحصربه‌فرد توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. در حال حاضر کیتین و کیتوسان به روش صنعتی از پوسته سخت‌پوستان دریایی تولید می‌شوند ولی وجود بعضی از محدودیت‌ها و مضرات و از طرف دیگر نیاز روبه افزایش بازار به کیتین و کیتوسان به دلیل کاربردشان در زمینه‌های مختلف، پژوهشگران را به فکر استفاده از قارچ‌ها به‌عنوان یک منبع بالقوه برای تهیه این مواد به میزان بیشتر با ویژگی‌های متفاوت‌تر سوق داد. قارچ گنودرما لوسیدوم با توجه به داشتن سابقه دارویی طولانی و وجود مقدار مناسبی از کیتین در دیواره سلولی خود یکی از قارچ‌های پرکاربرد به‌منظور استخراج کیتین می‌باشد. در این پژوهش در ابتدا تأثیر دو عامل میزان pH اولیه و حجم مایه تلقیح بر رشد و تولید میسیلیوم از قارچ گنودرما لوسیدوم بومی ایران که ارتباط مستقیمی با مقدار کیتین دارد موردمطالعه قرار گرفت. برای بهینه‌سازی عوامل از روش سطح پاسخ با طراحی ترکیب مرکزی استفاده شد و نتایج نشان داد که میزان pH اولیه و حجم مایه تلقیح تأثیر قابل‌توجهی بر میزان وزن خشک سلولی و کیتین به‌عنوان پاسخ دارند. مدل پیشنهادی پیش‌بینی نمود که بیشترین میزان وزن خشک سلولی می‌تواند g/L16/6 باشد که در آن میزان pH اولیه و حجم مایه تلقیح به ترتیب 7/5 و 45/7% هستند، همچنین بیشترین میزان کیتین خشک تولیدی بر اساس مدل به میزان g/L16/1 بود که در شرایط بهینه کشت دارای pH اولیه 67/5 و حجم مایه تلقیح 36/7% حاصل شد. در ادامه بر اساس طراحی آزمایش باکس بنکن با روش RSM و با کمک نرم‌افزار Design Expert تأثیر سه عامل دما، زمان و غلظت سدیم هیدروکسید بر فرایند استخراج کیتین از وزن خشک سلولی گنودرما لوسیدوم ایرانی بررسی شد و درنهایت وزن کیتین خشک استخراجی به‌عنوان پاسخ اندازه‌گیری شد. طبق پیش‌بینی مدل پیشنهادی شرایط بهینه برای تولید کمترین میزان کیتین خشک استخراجی دارای غلظت سدیم هیدروکسید 01/2 مولار، زمان 7 ساعت و دمای ?C90 می‌باشد. همچنین شرایط بهینه فرایند استخراج برای تولید بیشترین میزان کیتین خشک دارای غلظت سدیم هیدروکسید 5 مولار، زمان 1 ساعت و دمای ?C3/51 پیش‌بینی شد. کیتین تولیدی به کیتوسان تبدیل شد و مشخصات کیتین و کیتوسان تولیدی با روش‌های SEM، FTIR و فعالیت ضد باکتریایی مطالعه و با نمونه تجاری مقایسه شد. این مقایسه کیفیت مطلوب کیتین و کیتوسان تولیدی را تائید نمود. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که قارچ گنودرما لوسیدوم با کنترل شرایط فرایند یک منبع بسیار مناسب و با بهره‌دهی بالا برای تولید کیتین و کیتوسان می‌باشد. کلمات کلیدی: کیتین، کیتوسان، قارچ گنودرما لوسیدوم، بهینه‌سازی، روش سطح پاسخ
- Abstract
- Chitin and chitosan, are polysaccharides that have drawn a lot of attention to themselves due to their unique characteristics. Chitin and chitosan are produced on industrial level from marine crustacean, but due to a few limitations and disadvantages, and also the increased demand on market for chitin and chitosan due their wide array of application, intrigued scientists to use fungi as a potential source for mass producing these substances with different characteristics. The “Ganoderma Lucidum” fungus is among the most used fungi to extract chitin, due to its long known presence of chitin in its cell walls. In this study initially the two parameters of initial pH and the inoculation fluid volume and their effects on mycelium production and growth of “Ganoderma Lucidum” fungus native to Iran, which has a direct relation with the chitin quantity, were analyzed. To optimize the parameters the central composite design in response surface method was used and the results showed that the initial pH and the inoculation fluid volume have a significant effect on dry cell and chitin weight. The proposed model predicted that the maximum dry cell weight can be 6.16 g/L for the initial pH of 5.7 and inoculation fluid volume of 7.45%. The maximum dry chitin produced was predicted 1.16 g/L in the optimum conditions of the initial pH of 5.67 and inoculation fluid volume of 7.36% according to the model. Then using box behnken test and RSM method with “Design Expert” software, the effect of three parameters of temperature, time and sodium hydroxide concentration on chitin extraction on “Ganoderma Lucidum” fungus native to Iran were analyzed and finally the weight of dry chitin extracted was measured. According to model it can be predicted that the optimum conditions to extract minimum quantity of dry chitin are sodium hydroxide concentration of 2.01 molar, in 7 hours of time and in temperature of 90?C. Also it was predicted that the optimum conditions of extraction process to produce maximum amount of dry chitin are sodium hydroxide concentration of 5 molar, in an hour of time and in temperature of 51.3?C. The produced chitin was deacetylated to form chitosan, and the characteristics of produced chitin and chitosan were measured using SEM, FTIR and antibacterial activity methods, and were compared to commercial samples. This comparison confirmed the quality of produced chitin and chitosan. The result of this study demonstrates that “Ganoderma Lucidum” fungus with controlled process conditions is a suitable and effective source of chitin and chitosan. Key words: Chitin, Chitosan, “Ganoderma Lucidum” fungus, Optimization, Response Surface Method
