بهینه سازی تولید گلوکونات سدیم در دمای زیاد با استفاده از باکتری استیک اسید مقاوم به گرما (استوباکتر سنگالنسیس)

امروزه، گلوکونیک اسید و مشتقات آن کاربرد وسیعی در صنایع غذایی دارند؛ بااین حال، هنوز پژوهش های وسیعی برای بهینه سازی تولید این اسید با استفاده از روش های تخمیری درحال انجام است. هدف اصلی پژوهش حاضر، بررسی تاثیر دماها و اسیدیته های مختلف بر برخی پارامترهای سینتیکی تخمیر و عملکرد مجموعه آنزیم های دهیدرو ژناز سلول است.

استوباکتر سنگالنسیس در کشت ناپیوسته در غلظت های مختلف قند، دماها و اسیدیته های مختلف کشت شد و ویژگی های سینتیکی رشد و تولید گلوکونات سدیم بررسی شدند؛ سپس تاثیر اسیدیته بر ترکیب جمعیت سلول های فاز نمایی و سکون و تولید محصولات جانبی به ترتیب با استفاده از فلوسیتومتری و روش های کروماتوگرافی بررسی شد.

بررسی های فلوسیتومتری نشان دادند با پیشرفت تخمیر و ورود سلول ها به فاز سکون، جمعیت سلولی واگرا می شود و دو زیر جمعیت ازنظر فعالیت دهیدروژنازها به وجود می آیند. اسیدیته محیط کشت تاثیر بسیار زیادی در درصد زیرجمعیت های فعال و غیر فعال سلول ها طی فاز تولید گلوکونیک اسید در فاز سکون دارد؛ به طوری که در اسیدیته کمتر، میزان زیرجمعیت دارای دهیدروژنازهای غیرفعال به طور معناداری تا 61 درصد کل جمعیت سلول ها افزایش یافت؛ همچنین میزان ناخالصی های تولید شده به اسیدیته تخمیر وابسته است؛ به طوری که میزان مشتقات کتونی گلوکونیک اسید در اسیدیته 5/4 بیش از 6 برابر افزایش یافت؛ بنابراین، اسیدیته های 5 و 5/5 بهترین اسیدیته برای استوباکتر سنگالنسیس به منظور تخمیر 95 گرم گلوکز در دمای 38 درجه سانتی گراد هستند.

استوباکتر سنگالنسیس می تواند به عنوان باکتری بالقوه برای تولید گلوکونات سدیم در دمای زیاد استفاده شود؛ باوجوداین، واگرایی جمعیت سلولی طی تخمیر موجب کاهش تعداد سلول های فعال تولیدکننده محصول و درنتیجه، کاهش حداکثر سرعت مصرف منبع کربنی می شود. لازم است در پژوهش های بعدی راهکارهای جلوگیری از واگرایی جمعیت سلولی یا برگرداندن آنها به حالت اول بررسی شوند.