بررسی امکان استفاده از ضایعات برنج و گندم برای تولید بیوسورفکتانت توسط لاکتوباسیلوس پلانتاروم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

بیوسورفکتانت­ها ترکیباتی آمفی­فیلیک هستند که توسط انواع میکروارگانیسم­ها تولید می­شوند. به نظر می­رسد اصلی­ترین دلیل کاربرد محدود بیوسورفکتانت­ها در حوزه غذا، اطلاعات اندک در مورد سمیت آن­ها و هزینه بالای تولید است. در این تحقیق از گونه لاکتوباسیلوس پلانتاروم زیرگونه پلانتاروم  PTCC 1896(پروبیوتیک) برای تولید بیوسورفکتانت متصل به دیواره سلولی در محیط کشت سنتزی MRS استفاده شد. همچنین به منظور مقرون به صرفه کردن تولید، چهار سوبسترای لیگنوسلولزی ضایعاتی، ارزان قیمت و فراوان ایران از جمله ساقه و سبوس برنج و گندم برای تولید بررسی شدند. بیوسورفکتانت تولیدی روی عصاره حاصل از هیدرولیز سبوس برنج در مقایسه با سایر بیوسورفکتانت­های تولیدی در محیط کشت­های ضایعاتی، کمترین کشش سطحی (74/23 میلی نیوتن بر متر) را نشان داد و برای بررسی بیشتر انتخاب گردید. بیوسورفکتانت­های تولیدی در محیط کشتMRS  و عصاره هیدرولیزشده سبوس برنج، استخراج، خالص­سازی و شناسایی شدند. آزمایش­های بیوشیمیایی و طیف سنج تبدیل فوریه مادون قرمز نشان داد که بیوسورفکتانت­های تولیدی ترکیبی از پلی­ساکارید و پروتئین با ساختار مختلف هستند. این مطالعه اطلاعات اولیه­ای برای تولید صنعتی بیوسورفکتانت مقرون به صرفه و ایمن فراهم می­کند که به نظر می­رسد می­تواند در مصارف غذایی و دارویی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

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

نویسندگان [English]

  • N Bakhshi
  • S Soleimanianzad
  • M Sheikh
Banat IM, Franzetti A, Gandolfi I, Bestetti G, Martinotti MG, Fracchia L, Smyth TJ, and Marchant R, 2010. Microbial biosurfactants production, applications and future potential. Applied Microbiology and Biotechnology 87(2):427-44.
Bradford MM, 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry 72(1-2):248-54.
Bustos G, de la Torre N, Moldes AB, Cruz JM, and Domínguez JM, 2007. Revalorization of hemicellulosic trimming vine shoots hydrolyzates trough continuous production of lactic acid and biosurfactants by L. pentosus. Journal of Food Engineering 78(2):405-12.
Dubois M, Gilles KA, Hamilton JK, Rebers PA, and Smith F, 1956. Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Analytical Chemistry 28(3):350-6.
Golek P, Bednarski W, Brzozowski B, and Dziuba B, 2009. The obtaining and properties of biosurfactants synthesized by bacteria of the genus Lactobacillus. Annals of Microbiology 59(1):119-26.
Gudina EJ, Teixeira JA, and Rodrigues LR, 2010. Isolation and functional characterization of a biosurfactant produced by Lactobacillus paracasei. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 76(1):298-304.
Li Z, Han L, Ji Y, Wang X, and Tan T, 2010. Fermentative production of l-lactic acid from hydrolysate of wheat bran by Lactobacillus rhamnosus. Biochemical Engineering Journal 49(1):138-42.
Miles A, and Misra SS, 1938. The estimation of the bactericidal power of the blood. Journal of Hygiene 38:732-749.
Miller GL, 1959. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical Chemistry 31(3):426-8.
Mirlohi M, Soleimanian-Zad S, Dokhani S, Sheikh-Zeinodin M, and Abghary A, 2009. Investigation of acid and bile tolerance of native lactobacilli isolated from fecal samples and commercial probiotics by growth and survival studies. Iranian Journal of Biotechnology 7(4):233-40.
Moldes AB, Torrado AM, Barral MT, and Domínguez JM, 2007. Evaluation of biosurfactant production from various agricultural residues by Lactobacillus pentosus. Journal of Agricultural and Food Chemistry 55(11):4481-6.
Monteiro AS, Bonfim MRQ, Domingues VS, Correia Jr A, Siqueira EP, Zani CL, and Santos VL, 2010. Identification and characterization of bioemulsifier-producing yeasts isolated from effluents of a dairy industry. Bioresource Technology 101(14):5186-93.
Nitschke M, and Costa S, 2007. Biosurfactants in food industry. Trends in Food Science & Technology 18(5):252-9.
Portilla-Rivera O, Torrado A, Domínguez JM, and Moldes AB, 2008. Stability and emulsifying capacity of biosurfactants obtained from lignocellulosic sources using Lactobacillus pentosus. Journal of Agricultural and Food Chemistry 56(17):8074-80.
Qi B, Chen X, Wan Y, 2010. Pretreatment of wheat straw by nonionic surfactant-assisted dilute acid for enhancing enzymatic hydrolysis and ethanol production. Bioresource Technology 101:4875–4883.
Rodrigues L, Moldes A, Teixeira J, and Oliveira R, 2006. Kinetic study of fermentative biosurfactant production by Lactobacillus strains. Biochemical Engineering Journal 28(2):109-16.
Saman P, Fucinos P, Vazquez JA, Pandiella SS, 2011. Fermentability of Brown Rice and Rice Bran for Growth of Human Lactobacillus plantarum NCIMB 8826. Food Technology and Biotechnology 49(1):128-132
Tadayoni M, Sheikh-Zeinoddin M, and Soleimanian-Zad S, 2015. Isolation of bioactive polysaccharide from acorn and evaluation of its functional properties. International Journal of Biological Macromolecules 72:179-84.
Thavasi R, Jayalakshmi S, and Banat IM, 2011. Application of biosurfactant produced from peanut oil cake by Lactobacillus delbrueckii in biodegradation of crude oil. Bioresource Technology 102(3):3366-72.
Velraeds MMC, Van Der Mei HC, Reid G, and Busscher HJ, 1996. Physicochemical and biochemical characterization of biosurfactants released by Lactobacillus strains. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 8(1):51-61.
Zamani-Zadeh M, Soleimanian-Zad S, and Sheikh-Zeinoddin M, 2013. Biocontrol of gray mold disease on strawberry fruit by integration of Lactobacillus plantarum A7 with ajwain and cinnamon essential oils. Journal of Food Science 78(10):M1582-M8.