بررسي امكان استفاده از ضايعات برنج و گندم براي توليد بيوسورفكتانت توسط لاكتوباسيلوس پلانتاروم

Investigation on the possibility of using rice and wheat wastes for biosurfactant production by Lactobacillus plantarum

بيوسورفكتانت ها تركيباتي آمفي فيليك هستند كه توسط انواع ميكروارگانيسم ها توليد مي شوند. به نظر مي رسد اصلي ترين دليل كاربرد محدود بيوسورفكتانت ها در حوزه غذا، اطلاعات اندك در مورد سميت آن ها و هزينه بالاي توليد است. در اين تحقيق از گونه لاكتوباسيلوس پلانتاروم زيرگونه پلانتاروم PTCC 1896 (پروبيوتيك) براي توليد بيوسورفكتانت متصل به ديواره سلولي در محيط كشت سنتزي MRS استفاده شد. همچنين به منظور مقرون به صرفه كردن توليد، چهار سوبستراي ليگنوسلولزي ضايعاتي، ارزان قيمت و فراوان ايران از جمله ساقه و سبوس برنج و گندم براي توليد بررسي شدند. بيوسورفكتانت توليدي روي عصاره حاصل از هيدروليز سبوس برنج در مقايسه با ساير بيوسورفكتانت هاي توليدي در محيط كشت هاي ضايعاتي، كمترين كشش سطحي (23/74 ميلي نيوتن بر متر) را نشان داد و براي بررسي بيشتر انتخاب گرديد. بيوسورفكتانت هاي توليدي در محيط كشت MRS و عصاره هيدروليزشده سبوس برنج، استخراج، خالص سازي و شناسايي شدند. آزمايش هاي بيوشيميايي و طيف سنج تبديل فوريه مادون قرمز نشان داد كه بيوسورفكتانت هاي توليدي تركيبي از پلي ساكاريد و پروتئين با ساختار مختلف هستند. اين مطالعه اطلاعات اوليه اي براي توليد صنعتي بيوسورفكتانت مقرون به صرفه و ايمن فراهم مي كند كه به نظر مي رسد مي تواند در مصارف غذايي و دارويي مورد استفاده قرار گيرد.

Biosurfactants are amphiphilic molecules that produced by microorganisms and have both hydrophilic and hydrophobic moieties. Scant information regarding their toxicity, combined with high production cost seem to be the major barrier for the limited uses of biosurfactants in the food area. In this work, Lactobacillus plantarum subsp. plantarum PTCC 1896 )probiotic( was used for biosurfactant production in MRS medium. Also, in order to reduce the production cost of biosurfactant, four abundant and low cost lignocellolosic wastes, including rice and wheat bran and straw were evaluated. The biosurfactant produced using rice bran hydrolysate exhibited the minimal surface tension (23.74 mN/m) as compared to other produced biosurfactants and it was selected for further studies. The biosurfactants produced in MRS and rice bran hydrolysate media were extracted, purified and characterized. Biochemical and FTIR spectroscopy analysis showed the biosurfactants are structurally different polysaccharide-protein complexes. These results could provide incentives for the industrial production of the low cost and safe biosurfactant, which seems to offer potential applications in the food and medical industries.