کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6482183 1415977 2018 25 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Solid state fermentation of mixed substrate for l-asparaginase production using tray and in-house designed rotary bioreactor
ترجمه فارسی عنوان
تخمیر حالت جامد بستر مخلوط برای تولید ال- آسپاراژیناز با استفاده از بیوراکتور سینی و دوار با طراحی داخلی
کلمات کلیدی
ال- آسپاراژیناز؛ بیوراکتور دوار؛ تخمیر حالت جامد؛ بیوراکتور سینی SmF - تخمیر غوطه‌ور (SmF)
فهرست مطالب مقاله
چکیده

نکات برجسته

کلمات کلیدی

1. مقدمه

2. مواد و روش‌ها

2-1 سویه قارچی

2-2 مواد بستر جامد

2-3 پیش‌کشت

2-4 بیوراکتور سینی

2-5 بیوراکتور دوار با طراحی داخلی

2-6 نمونه‌گیری

2-7 استخراج آنزیم

2-8 فعالیت ال- آسپاراژیناز و اندازه‌گیری میزان پروتئین

2-9 محتوای زیست توده

3. نتیجه و بحث

3-1 بیوراکتور سینی

3-1-1 تأثیر ارتفاع بستر

3-1-2 اثر مخلوط کردن

3-1-3 اثر اندازه ذرات

3-2  بیوراکتور دوار طراحی داخل

3-2-1 اثر بارگذاری بستر

3-2-2 اثر مخلوط کردن

3-2-3  اثر اندازه ذرات

3-3 مدل‌های ریاضی

4. نتیجه‌گیری

قدردانی و تشکر

شکل 1: نمایش شماتیک دو تنظیم بیوراکتور مختلف (الف) بیوراکتور سینی [8] (ب) بیوراکتور دوار با طراحی داخلی با تک‌ستون (ج) تصویر زمان واقعی بیوراکتور سینی (د) بیورکتور دوار با طراحی داخلی با دو ستون فعال.

شکل 2: پروفایل فعالیت ال- آسپاراژیناز آسپرژیلوس توبیجنسیس IBBL1 برای عملکرد بیوراکتور سینی (الف) بیوراکتور با بارگذاری‌ها و ارتفاعات بستر مختلف (ب) تأثیر استراتژی‌های مختلف اختلاط (ج) اثر اندازه مختلف ذرات کیک دانه پنبه از مخلوط سه بستر.

شکل 3: آسپرژیلوس توبیجنسیس IBBL1 برای عملکرد بیوراکتور دوار با طراحی داخلی (الف) بیوراکتور با بارگذاری‌های مختلف بستر (ب) تأثیر استراتژی‌های مختلف اختلاط (ج) تأثیر اندازه مختلف ذرات کیک دانه پنبه از مخلوط سه بستر.

شکل 4: مشخصات‌های زیست توده و پروتئین در طول رشد آسپرژیلوس توبیجنسیس IBBL1 روی بستر جامد با استفاده از راکتور سینی (الف) تأثیر بارگذاری بستر / ارتفاع بستر بر مشخصات رشد (ب) عملکرد بیوراکتور سینی با پیامدهای اختلاط مختلف. (І) نشان‌دهنده محتوای پروتئین است. (●،■،▲) محتوای زیست‌توده را نشان می‌دهد. (ج) اثر اندازه مختلف ذرات کیک دانه پنبه از مخلوط سه بستر.

شکل 5: مشخصات‌های زیست‌توده و پروتئین در طول رشد آسپرژیلوس توبیجنسیس IBBL1 روی بستر جامد با استفاده از بیوراکتور دوار (الف) تأثیر بارگذاری بستر بر مشخصات رشد (ب) عملکرد بیوراکتور با پیامدهای اختلاط مختلف (ج) اثر اندازه مختلف ذرات کیک دانه پنبه از مخلوط سه بستر. (І) نشان‌دهنده محتوای پروتئین است. (●،■،▲) محتوای زیست‌توده را نشان می‌دهد.

شکل 6: (الف) پروفایل رشد تجربی و محاسبه‌شده آسپرژیلوس توبیجنسیس IBBL1 در طول تولید ال- آسپاراژیناز در بیوراکتور سینی. (ب) همبستگی بین فعالیت ال- آسپاراژیناز و رشد قارچ توسط مدل لودکینگ-پیرت در بیوراکتور سینی (ج) مشخصات رشد تجربی و محاسبه‌شده آسپرژیلوس توبیجنسیس IBBL1 در طول تولید ال- آسپاراژیناز در بیوراکتور دوار. (د) همبستگی بین فعالیت ال- آسپاراژیناز و رشد قارچ توسط مدل لودکینگ-پیرت در بیوراکتور دوار.

جدول 1: پارامترهای مدل برای سینتیک رشد آسپرژیلوس توبیجنسیس IBBL1 هنگام کشت در بیوراکتور سینی و بیوراکتور دوار

 
ترجمه چکیده
ال- آسپاراژیناز طیف گسترده‌ای از کاربردهای صنعتی مانند مواد غذایی، حسگر زیستی و داروهای شیمی‌درمانی را پوشش می‌دهد. در مطالعه حاضر، تولید ال- آسپاراژیناز، با استفاده از بیوراکتور سینی و بیوراکتور دوار ساخته‌شده با طراحی داخلی همراه با استفاده از مخلوط سه بستر که قبلاً بهینه‌سازی شده‌ و درآن از آسپرژیلوس توبیجنسیس IBBL1 استفاده شده‌بود، انجام شد. تولید ال- آسپاراژیناز توسط بیوراکتور سینی، در محفظه کنترل دما انجام شد. تولید آنزیم نیز در بیوراکتور دوار با طراحی و ساخت جدید و در دمای اتاق انجام شد و اثر متغیرهایی مانند بارگذاری بستر، پیامدهای اختلاط و اندازه ذرات مورد ارزیابی قرار گرفت. حداکثر فعالیت ال- آسپاراژیناز، در اندازه U/gds58/20 با استفاده از بیوراکتور سینی با ارتفاع بستر 1 سانتی‌متر و با اعمال استراتژی اختلاط متناوب در 120 ساعت تخمیر، مشاهده شد. در حالت استفاده از بیوراکتور دوار با طراحی داخلی، با بارگیری بستر به اندازه 5/1 کیلوگرم، زمان تأخیر 3دقیقه‌ای درام و چرخش به مدت 30ثانیه، فعالیت ال- آسپاراژیناز به U/gds96/19 رسید. این یافته‌ها نشان می‌دهد که کار با بیوراکتور دوار با طراحی داخلی آسان بوده و نتایج آن با بیوراکتور سینی قابل قیاس است. در شرایط بهینه، سینتیک رشد در سینی و بیوراکتور دوار، با استفاده از معادلات مختلف مدل رشد مورد مطالعه قرار گرفت. با استفاده از مدل لودکینگ-پیرت، همبستگی بین دینامیک رشد و تولید لاسپاراژیناز توضیح داده‎شد. نتایج نشان می‌دهد که در شرایط بهینه، می‌توان ال- آسپاراژیناز را در حجم انبوه تولید کرد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی بیو مهندسی (مهندسی زیستی)
پیش نمایش مقاله
تخمیر حالت جامد بستر مخلوط برای تولید ال- آسپاراژیناز با استفاده از بیوراکتور سینی و دوار با طراحی داخلی
چکیده انگلیسی
l-asparaginase cover a broad spectrum of industrial application like food, biosensor and chemotherapeutic drug. In the present work, l-asparaginase production was carried out using tray bioreactor and in-house designed, fabricated rotary bioreactor using previously optimized tri-substrate mixture using Aspergillus tubingensis IBBL1. l-asparaginase production by tray bioreactor was performed in temperature controlled chamber. Enzyme production was also performed in newly designed and fabricated rotary bioreactor at room temperature and effect of variables such as substrate loading, mixing events and particle size were evaluated. Maximum l-asparaginase activity of 20.58 U/gds was observed using tray bioreactor with bed height of 1 cm and by applying intermittent mixing strategy at 120 h of fermentation. In case of in-house designed rotary bioreactor, l-asparaginase activity of 19.96 U/gds was obtained with 1.5 kg substrate loading, 3 min delay time of the drum and on rotation for 30 s. These findings demonstrate that in-house designed rotary bioreactor was easy to handle, and has shown comparable results with tray bioreactor. At optimized conditions growth kinetics were studied in tray and rotary bioreactor using various growth model equations. Correlation between growth dynamics and l-asparaginase production was explained by means of Leudeking-Piret model. Results indicate that under the optimized conditions, l-asparaginase can be produced in bulk quantities.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Biochemical Engineering Journal - Volume 138, 15 October 2018, Pages 188-196
نویسندگان
, ,