بهینه سازی فرآیند حذف زیستی کافئین توسط سلول های رویشی سویه بومی مخمری ساکارومایسس سرویزیه با استفاده از روش تحلیلی تاگوچی

در سال های اخیر استفاده از ریزسازواره ها به عنوان زیست واکنشگرهای مبتنی بر شیمی سبز برای حذف کافئین سمی از پساب های صنعتی و محصولات غذایی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش بهینه سازی فرآیند حذف زیستی کافئین توسط سلول های رویشی سویه بومی مخمری ساکارومایسس سرویزیه با استفاده از رویکرد تحلیلی تاگوچی بررسی شده است. متغیرهایی که در فرآیند تجزیه کافئین به عنوان تاثیرگذار در نظر گرفته شده اند عبارتند از: غلظت کافئین، زمان واکنش، غلظت یون روی، غلظت گلوکز به عنوان منبع کربن کمکی و غلظت پپتون به عنوان منبع ازت کمکی. برای موارد متغیر یاد شده آرایه متعامد L16 (13×44) طراحی شد. درصد حذف کافئین با استفاده از روش کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا (HPLC) تخمین زده شد.
دستیابی به ترکیب بهینه عوامل یاد شده با استفاده از عملکرد تاگوچی نشان داد که در شرایط بهینه (میزان کافئین در غلظت 5 گرم در لیتر، پپتون در غلظت 3 گرم در لیتر، یون روی در غلظت 5 میلی مولار و زمان گرماگذاری برای مدت 48 ساعت)، میزان حذف زیستی کافئین توسط سویه بومی یاد شده، با درجه اطمینان 95 درصد، 8/82 درصد بوده است. در حالی که قبل از آزمایش های بهینه سازی، سویه مخمری TFS9 تنها قادر به حذف 5/25 درصد از کافئین با غلظت اولیه 5 گرم در لیتر بعد از 48 ساعت گرماگذاری بوده است که با توجه به افزایش 2/3 برابری کارآیی بالای روش طراحی تاگوچی را به خوبی اثبات می کند.
مطالعه پیش رو نخستین گزارش از کاربرد موفقیت آمیز روش بهینه سازی تاگوچی برای حذف زیستی کافئین است. براساس تحلیل آماری نتایج، این پژوهش پیشنهاد رویکرد تاگوچی در بهبود تجزیه زیستی کافئین توسط سویه بومی ساکارومایسس سرویزیه را پیشنهاد می کند.