پروتئين‌زدايي ميكروبي ضايعات پوسته ميگوي پنئوس مرگوئنسيس با هدف جداسازي كيتين

Microbial deproteinization of shrimp shell penaeus merguiensis for chitin extraction

مقدمه: كيتين، بعد از سلولز فراوان ترين پليمر زيستي در طبيعت است. مهمترين مشتق كيتين، كيتوزان نام دارد كه از داستيلاسيون كيتين به دست ميآيد. منابع عمده كيتين، پوسته سخت پوستان دريايي مثل خرچنگ، ميگو و كريل است. استخراج كيتين از پوسته ميگو ميتواند به طور شيميايي يا با روشهاي بيولوژيكي انجام شود. تخمير ميكروبي به عنوان يك روش سازگار با محيط زيست، جايگزين مناسبي براي فرايندهاي شيميايي و آنزيمي است. در اين مطالعه اثر سه گونه باكتري توليدكننده پروتئاز (سودوموناس آئروژينوزا، سراشيا مارسسنس، باسيلوس پوميلوس)، روي بازده پروتئين زدايي و معدني زدايي ضايعات ميگوي پنئوس مرگوئنسيس بررسي شد. همچنين فعاليت آنتي اكسيدان هيدروليزيت به دست آمده در طول فرايند تخمير سنجش شد. مواد و روشها: به منظور پروتئينزدايي و معدنيزدايي ضايعات ميگوي تحت تيمار باكتريها، شرايط گرماگذاري به مدت شش روز در دماي30 درجه سانتيگراد و 100 دور در دقيقه انجام پذيرفت. نتايج: آناليز آماري داده ها، اختلاف معني داري بين درصد معدني زدايي و پروتئين زدايي در گونه هاي مختلف باكتري نشان داد (05/0> p )؛ به طوريكه بيشترين درصد پروتئين زدايي (76/74درصد) و معدني زدايي (46/78درصد) در تيمار سودوموناس آئروژينوزا و كمترين ميزان در تيمار سراشيا مارسسنس مشاهده شد. فعاليت آنتي اكسيدان هيدروليزيت مختلف نيز تفاوت معني داري نشان داد. بيشترين قدرت احيايي در حجم 400 ميكروليتر هيدروليزيت باكتري سراشيا مارسسنس و بيشترين ظرفيت آنتي اكسيداني كل در حجم 100 ميكروليتر هيدروليزيت باكتري باسيلوس پوميلوس مشاهده شد. بحث و نتيجه گيري: نتايج نشان داد كه باكتري سودوموناس آئروژينوزا نسبت به سويه هاي ديگر، توانايي بالاتري در حذف مواد معدني و پروتئين از ضايعات ميگو دارد. بنابراين استفاده از اين باكتري براي پروتئين زدايي و معدني زدايي ضايعات سخت پوستان دريايي پيشنهاد ميگردد.

Introduction: After cellulose, Chitin is the most abundant biopolymer in nature. The most important derivative of chitin is chitosan, obtained by deacetylation of chitin. Major sources of chitin are the exoskeleton of marine crustaceans such as crab, shrimp, and krill. Chitin extraction from shrimp shells can be carried out chemically or using biological methods. Microbial fermentation as an ecofriendly procedure is a suitable alternative for the chemical and enzymatic processes. In this study, the effect of three proteaseproducing bacteria species (Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens, and Bacillus pumilus) on the efficiency of microbial demineralization (DM) and deproteinization (DP) of the shrimp shell penaeus merguiensis, was investigated. Furthermore, the antioxidant activity of hydrolysate obtained during the fermentation process was measured. Materials and methods: Demineralization and deproteinization was carried out by incubating shrimp waste inoculated with bacteria at 30&deg;C and 100 rpm for 6 days. Results: Statistical analysis of data showed a significant difference between the percentage of demineralization and deproteinization in different bacteria species (p<0.05). The highest deproteinization (74.76%) and demineralization rate (78.46%) were obtained with P. aeruginosa, while the lowest was observed for S. marcescens. Antioxidant activity of hydrolysate also showed a significant difference. The highest reducing power and total antioxidant capacity were observed in volumes of 400 &micro;l hydrolysate of S.marcescens and 100 &micro;l hydrolysate of B. pumilus, respectively. Discussion and conclusion: The results indicated that P. aeruginosa in comparison with other bacterial strains, had a higher ability to remove proteins and minerals from shrimp shell waste. Therefore, the use of this bacterium is suitable for protein and minerals removal from marine crustaceans.