توليد نيمه صنعتي اسيد لاكتيك بوسيله سويه Lactobacillus casei subsp.casei

Pilot Plant Production of Lactic acid by Lactobacillus casei subsp.casei

در اين تحقيق مراحل توليد نيمه صنعتي اسيد لاكتيك در فرمانتورهاي همزن دار و به منظور طراحي خط صنعتي توليد اسيدلاكتيك با درجه خلوص مورد استفاده در صنايع غذايي مورد ارزيابي قرار گرفت. براي اين كار چهار سويه ميكروبي استاندارد (Staphylococcus aureus PTCC 1113،Microccoccus luteus PTTC 1110، Escherichia coli PTCC 1330 وListeria monocytogenes PTCC 1304) انتخاب و حداقل غلظت مهار كننده رشد براي هر يك بررسي گرديد و تغيير منحني رشد هر سويه در حضور و عدم حضور اسيد لاكتيك و لاكتات كلسيم مقايسه شد. به منظور بدست آوردن دانش فني توليد اسيد لاكتيك، مراحل افزايش حجم توليد و تخليص توسط سويهPTCC 1608 Lactobacillus casei subsp. Casei در دو فرمانتور همزن دار20 و750 ليتري انجام شد. محيط توليد بهينه سازي شده با منابع كربن متفاوت (گلوكز، لاكتوز و آب پنير) و پودر خيسانده ذرت به عنوان منبع نيتروژن و به دو روش كشت غير مداوم و كشت نيمه مداوم انجام شد. جهت تخليص اسيد لاكتيك از روش كلاسيك استفاده شد. پس از بهينه سازي محيط كشت، اين سويه در بررسي هاي آزمايشگاهي در گرم خانه همزن دار بيشترين توليد را در محيط حاوي g/l80 گلوكز و g/l 50 آب پنير داشت. در اين سيستمg/l 69/72 لاكتات كلسيم با بهره وري g/lh51/0 و بازده 56% توليد شد. در فرمانتور20 ليتري در تخمير نيمه مداوم، در مدت زمان 44 ساعت g/l75/108 لاكتات كلسيم توليد شد. در اين شرايط بازده واكنش 83% ولي بدليل كاهش زمان توليد افزايش قابل توجهي در بهره وري ( g/lh47/2) مشاهده گرديد. سپس در فرمانتور750 ليتري در كشت نيمه مداوم g/l350 لاكتات كلسيم با بهره وري g/lh 4/5 توليد شد.

The aim of present study, was to scale up the production of L (+) lactic acid from the laboratory to pilot plant using Lactobacillus casei subsp. casei PTCC 1608. Moreover, the minimum inhibitory concentration of the produced lactic acid and sodium lactate against 4 test strains including Staphylococcus aureus PTCC 1113, Microccoccus luteus PTTC 1110, Escherichia coli PTCC 1330 and Listeria monocytogenes PTCC 1304 were evaluated. According to the results, the specific growth rate of each test strain was decreased by lactic acid. The inhibitory effect of the sodium lactate was lower than lactic acid in all of the experiments. The best carbon (glucose, lactose and whey) and nitrogen (corn steep powder) sources were optimized in batch and fed batch system and also pH, temperature and aeration were improved in shake flask incubator, 20 l and 750 l stirred tank reactors (STR). Glucose (80 g/l) supplemented with (50 g/l) whey was found as the best production medium. Productivity and yield of calcium lactate production in laboratory scale were 0.51 g/lh and 0.56%, respectively. Fed batch production of calcium lactate in 20 l bioreactor increased the productivity and yield up to 2.47 and 0.83%. Production and productivity was increased up to 350 g/l and 5.4 g/lh, respectively in scaled up processes by 750 liters bioreactor (STR).