كاربرد فرايندهاي آماري در بهبود توليد ليپيد توسط مخمر بومي اوليوژنز Rhodotorula spp. سويه Yr2

Application of statistical processes in improving lipid production by native oleaginous yeast Rhodotorula sppstrain Yr2

در اين تحقيق به منظور بهينه سازي توليد ليپيد توسط مخمر اوليوژنز بومي Rhodotorula spp. سويه Yr2، از دو روش تك فاكتوره و طراحي تاگوچي استفاده گرديد و نتايج بدست آمده با يكديگر مقايسه شد. فاكتورهاي مورد بررسي در هر دو روش شامل دما، هوادهي، منبع نيتروژن، منبع كربن، pH و مدت زمان انكوباسيون بودند. با توجه به آزمايشات صورت گرفته در روش تك فاكتوره، بيشترين ميزان توليد در حالت منبع ازت از نوع سولفات آمونيوم(g/L 1)، منبع كربن از نوع گلوكز(g/L 90)، دماي C° 25 ، هوادهي rpm 150، مدت زمان انكوباسيون 96 ساعت و pH تنظيم شده در 6 بدست آمد كه در شرايط مذكور مقدار ليپيد توليدي به g/L 9/8 رسيد. درحاليكه در روش تاگوچي برنامه ريزي كل آزمايشات توسط نرم افزار Qualitek-4 و در قالب طراحي L16 انجام پذيرفت. شرايط اپتيمم پيش بيني شده توسط نرم افزار در حالت منبع ازت از نوع سولفات آمونيوم(g/L 1)، منبع كربن از نوع گلوكز(g/L 75)، دماي C° 25 ، هوادهي rpm 150، مدت زمان انكوباسيون 72 ساعت و pH تنظيم شده در 5/6 بود و در اين شرايط ميزان توليد ليپيد توسط نرم افزارg/L 052/11 پيش بيني گرديد كه ميزان آن در حالت عملي تا 95% پيش بيني تاگوچي(g/L 49/10) به دست آمد. طبق نتايج آناليز واريانس بدست آمده با طرح تاگوچي مدت زمان، ميزان كربن، دما، pH و ميزان نيتروژن به ترتيب بيشترين اثر را بر روي ميزان توليد ليپيد داشتند. با توجه به نتايج بدست آمده، طرح تاگوچي ميزان توليد را تا g/L 59/1 و در حدود 18 % بالا برده است كه نشان دهنده كارايي بالاي اين طرح در مقايسه با طرح تك فاكتوره مي باشد

In this study, the factorial optimization method and designing of experiments by the Taguchi method were applied for optimization of lipid production by a native oleaginous yeast Rhodotorula spp. strain Yr2. The factors investigated were temperature, aeration, nitrogen source, carbon source, pH and incubation time. Based on results obtained by factorial optimization method, maximum production (8.9 g/L) was achieved with ammonium sulfate (1g/L) as nitrogen source, glucose (90g/L) as carbon source, at 25°C, aeration speed of 150rpm, incubation time of 96h and at pH 6. Whereas using the Taguchi method, the predicted optimal conditions were ammonium sulfate (1g/L) as nitrogen source, glucose (75g/L) as carbon source, at 25°C, aeration speed of 150rpm, incubation time of 72h and at pH 6.5. The amount of lipid production predicted by the software under these conditions was 11.052 g/L. and in the predicted case, 95% of the predicted value was achieved (10.49 g/L). The ANOVA results obtained with the Taguchi design showed that time; the amount of carbon, temperature, pH and nitrogen levels, respectively had the highest effects on lipid production in descending order. In conclusion, the application of the Taguchi method in compared with one factorial method led to increased lipid production by 1.59 g/L or 18%.