بررسي كارايي كاني مگنتيت در جذب اسيد لاكتيك از مايع تخمير Lactobacillus casei PTCC 1608

The study of Magnetite efficiency in the adsorption of lactic acid from fermentation broth produced by Lactobacillus casei PTCC 1608

اسيدلاكتيك يك آلفا- هيدروكسي كربوكسيليك اسيد با كاربردهاي متنوع در صنايع غذايي، دارويي، نساجي، چرم و شيميايي است كه 95 درصد توليد صنعتي آن به روش تخمير ميكربي انجام مي¬شود. روش صنعتي كنوني براي جداسازي اسيد لاكتيك از محيط كشت، ته نشيني با كلسيم هيدروكسيد است كه علاوه بر هزينه زياد، براي محيط زيست مضر است. هدف از اين مطالعه بررسي امكان استفاده از كاني¬ مگنتيت به عنوان جاذب ارزان قيمت در جداسازي اسيد لاكتيك از مايع تخمير است. توليد اسيد لاكتيك توسط Lactobacillus casei PTCC 1608 در محيط كشت با منبع كربن گلوكز و عصاره مخمر به عنوان منبع نيتروژن در دماي °C30 و همزني 150 دور در دقيقه به مدت 16 ساعت انجام شد. سپس مايع تخمير با استفاده از سانتريفيوژ و فيلتراسيون از زيست¬توده جدا و pH آن روي 5/6 تنظيم شد. سپس كاني¬ مگنتيت با غلظت 10 (%w/v) با مايع تخمير مخلوط و واكنش جذبي در دماي °C30 و همزني 150 دور در دقيقه انجام شد. پس از 24 ساعت غلظت اسيد لاكتيك با روش رنگ¬سنجي اندازه¬گيري و درصد جذب اسيد لاكتيك محاسبه شد. هم¬چنين تاثير همزمان pH مايع تخمير و غلظت كاني بر روي درصد جذب اسيد لاكتيك بررسي گرديد. درصد جذب اسيد لاكتيك در حضور كاني مگنتيت با غلظت 10 (% w/v) در مايع تخمير با 5/6 pH برابر با 4/26 درصد است. با كاهش همزمان pH مايع تخمير از 5/6 به 4 و افزايش غلظت كاني از 10 به 15 (% w/v) ميزان جذب اسيد لاكتيك از 4/26 درصد به 77 درصد افزايش پيدا كرد. مگنتيت يك كاني غني از¬ آهن است كه مي¬توان آن را به راحتي با اعمال ميدان مغناطيسي از مخلوط واكنش جمع¬آوري كرد، بنابراين يك كاني با پتانسيل بالا براي جذب اسيد لاكتيك است.

Lactic acid is a α-hydroxy carboxylic acid with a large variety of applications in food, pharmaceutical, textile, leather and chemical industries. Nowadays, more than 95% of industrial production of lactic acid is manufactured by microbial fermentation and most of the manufactures use deposition method by calcium hydroxide to recover lactic acid which is an expensive method and detrimental to the environment. This study aimed to investigate the possibility of using Magnetite as low cost adsorbent to recover lactic acid from fermentation broth. lactic acid was produced by Lactobacillus casei PTCC 1608 using culture media based on glucose and yeast extract as carbon and nitrogen sources, respectively. The fermentation flasks were incubated at 30°C, 150 rpm for 16h. Then, the biomass was separated from fermentation broth by centrifugation and filtration, and pH was adjusted to 6.5. The supernatant of fermentation broth was mixed with Magnetite (10% w/v) and incubated at 30°C ,150 rpm for 24h. Lactic acid concentration was determined by colorimetric method and its removal rate was calculated. The effect of simultaneous pH and mineral concentrations on the adsorption was also studied. Magnetite 10% w/v adsorbed 26.4% of lactic acid at pH 6.5. By simultaneously decreasing pH from 6.5 to 4 and increasing Magnetite concentration from 10% w/v to 15% w/v, the lactic acid adsorption by Magnetite increased from 26.4% to 77%. Magnetite is an iron-rich mineral and can be collected easily by magnetic field, so magnetite is a high-potential adsorbent for the removal of lactic acid.