بهينه‌سازي اثر اعمال فراصوت و افزودن گلوكز بر ميزان رشد سلولي ساكارومايسس سرويزيه (PTCC 5269) با روش پاسخ سطح (RSM)

Optimization of the effect of ultrasound and glucose added on the Saccharomyces cerevisiae PTCC 5269 biomass using response surface methodology (RSM)

سابقه و هدف: ساكارومايسس سرويزيه، تخميركنندهي قوي است كه كارايي بسيار بالايي در صنعت تخمير و توليد محصولات تخميري دارد. روش‌هاي متعددي براي افزايش ميزان رشد و توده سلولي اين مخمر وجود دارد، يكي از اين روش‌ها استفاده از فراصوت مي‌باشد. تحريك فراصوت با شدت پايين، باعث تحريك افزايش خروج آنزيم از ديواره‌ي سلولي شده و مي‌تواند نفوذپذيري غشا و سرعت انتقال مواد را بهبود بخشد و رشد و توليد مثل سلول‌ها را بهينه كند. در نتيجه، كاربردي مناسب در افزايش رشد مخمر و توليد پروتيين تك سلولي خواهد داشت. هدف پژوهش حاضر، بهينه‌سازي اثر اعمال فراصوت با شدت پايين، بر رشد سلولي مخمر بود. مواد و روش‌ها: در اين تحقيق از مخمر ساكارومايسس سرويزيه (5269 PTCC) استفاده شد. بهينه‌سازي توان (2، 6 و 10 وات) و زمان (10، 20 و 30 ثانيه) اعمال امواج فراصوت با شدت پايين و ميزان غلظت گلوكز (5، 10 و 15% حجمي- حجمي) در محيط كشت مخمر، بر راندمان رشد سلول، با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) مورد بررسي قرار گرفت. يافته‌ها: شرايط عملكرد بهينه حاصل از روش RSM، توان فراصوت 6 وات، زمان اعمال فراصوت 20 ثانيه و افزودن 10 درصد گلوكز بود. كمترين و بيشترين ميزان وزن خشك مخمر، به ترتيب 1/9 و 3/43 ميلي‌گرم مشاهده شد. نتيجه‌گيري: نتايج نشان داد كه ميزان وزن خشك با اعمال فراصوت افزايش مي‌يابد. بيشترين توده‌ي سلولي مخمر پس از اعمال توان و زمان متوسط امواج فراصوت بهدست آمد. نمونه‌ي تيمار شده با فراصوت، در مقايسه با نمونه‌هاي تيمار نشده با فراصوت، افزايش معني‌داري را در وزن خشك مخمر، از خود نشان داد. با افزايش رشد سلولي، شرايط براي استفاده از مخمر ساكارومايسس سرويزيه به عنوان پروتيين تك سلولي با توجه به خواص پروبيوتيكي اين مخمر، بهينه شد.

Background and Aim: The yeast Saccharomyces cerevisiae has a strong fermentation ability and very high efficiency in the fermented industry and fermented products. There are several ways to increase the growth of the yeast biomass. One of these methods is the use of ultrasound. Stimulating by low intensity ultrasound increased output of enzymes from the cell wall and membrane permeability, it can improve the speed and efficiency of handling the growth and reproduction of cells, and have appropriate applications for yeast growth and single cell protein production. Materials and Methods: In this study using the yeast Saccharomyces cerevisiae PTCC5269. Optimization of ultrasound power was (2, 6, and 10 watts) and time (10, 20, 30 sec) applied ultrasonic low intensity and low glucose concentrations (5, 10, and 15% v/v) and studied on growth performance, using response surface methodology (RSM). Results: Optimum operating conditions obtained from RSM was the power of ultrasound 6 W, sonication time of 20 seconds and add 10% glucose. Minimum and maximum of produced biomass was 9.1 milligram and 43.3 milligram. ‍Conclusion: Results showed that the dry weight increased with sonication. Maximum amount of yeast biomass obtained after applying average ultrasound power and time. The samples treated with ultrasound shows significant increase in biomass compared with the untreated samples. With increasing cell growth, the conditions being optimal for the use of the yeast Saccharomyces cerevisiae as a single-cell protein due to the probiotic properties of yeast.