مدلسازی و تعیین پارامتهای سینتیکی تولید بتاگالاکتوزیداز توسط Bacillus licheniformis در تخمیر ناپیوسته

چکیده آنزیم بتاگالاکتوزیداز یکی از مهمترین آنزیم­های پرکاربرد در سه حوزه ی سلامتی، صنایع غذایی و محیط زیست است، لذا مدلسازی سینتیک تولید این آنزیم می­تواند در بهینه سازی فرآیند تولید صنعتی آن نقش بسزایی داشته باشد. در این تحقیق ابتدا سینتیک تولید بتاگالاکتوزیداز توسط تخمیر ناپیوسته باکتری Bacillus licheniformis در مدت زمان ۲۲ ساعت در محدوده غلظت­های اولیه ی ۵۰-۲۰ گرم برلیتر از لاکتوز به عنوان گوهرمایه محدود کننده رشد، در دمای ۳۰ درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفت. سپس ضمن مشاهده ممانعت کنندگی در بالاترین غلظت این بازه، مدل­های سینتیکی Logistic و Haldane برای مدلسازی و تعیین پارامترهای سینتیکی تخمیر انتخاب شدند. این مدل­ها تقریب خوبی از نتایج آزمایشگاهی مصرف گوهرمایه در تمامی فازها و داده­های رشد میکروبی در فاز رشد نمائی و فاز سکون حاصل کردند، اما در فاز رشد کاهش یافته انحرافات جزئی از داده های آزمایشگاهی مشاهده شد. همچنین نتایج به دست آمده برای فعالیت آنزیمی بتاگالاکتوزیداز نیز انطباق خوبی با داده­های آزمایشگاهی داشتند و بیشترین انحراف در این داده ها همزمان با اتمام فاز نمائی و شروع فاز کاهش یافته رشد میکروبی (ساعت چهارم از شروع تلقیح) در غلظت­های اولیه ۳۰و۴۰ گرم بر لیتر از گوهرمایه مشاهده شد. رگرسیون خطی بین داده های آزمایشگاهی و نتایج به دست آمده از مدل­ها در تمام غلظت­های اولیه لاکتوز و برای هر سه متغیر غلظت توده زیستی ، غلظت گوهرمایه و فعالیت آنزیمی،  بالاتر از ۹۵/۰ به دست  آمد.

کلیدواژه ها:

Bacillus licheniformis ، β-galactosidase ، Batch fermentation ، Bacillus licheniformis ، Kinetic Modeling ، کلید واژگان: بتاگالاکتوزیداز ، تخمیر ناپیوسته ، مدلسازی سینتیکی