پساب برنج منبع کربنی غنی در تولید بیوپلیمرهای زیستی با حضور باکتری Azohydromonas lata

پلاستیک های معمول در بازار از محصولات پتروشیمی هستند و دائما بر تولید آنها افزوده میشود. این محصولات از ترکیبات نفتی و ذغال سنگ تولید شده و تجزیه آنها چند هزار سال طول میکشد. همچنین منابع نفت و ذغال سنگ محدود بوده و قیمت آنها نیز رو به افزایش است. علیرغم کاربرد گسترده پلاستیک در زندگی ما به علت تجزیه ناپذیری پلاستیک ها و دوام آنها، بر تراکم ضایعات پلاستیکی در محیط زیست افزوده شده است. تلاش برای جایگزینی بیوپلیمرها به جای پلاستیک های نفتی که برای اکوسیستم مضر نبوده و از منابع تجدیدپذیر تولید شوند به عنوان یک ضرورت محسوب میشود. اما به دلیل بالا بودن هزینه های تولید پلاستیک های زیستی (هزینه مواد خام) در مقایسه با پلاستیک های پتروشیمیایی، به کارگیری منابع کربنی ارزان قیمت بیش از پیش ضرورت می یابد. پساب برنج به عنوان منبع کربن بدون هزینه و دردسترس جهت تولید پلاستیک های سازگار با محیط زیست (بیوپلاستیک) بسیار مطلوب می باشد. پس از گندم، برنج به عنوان دومین غله در دنیا شناخته میشود که در کشورهای آسیایی از جمله ایران قوت غالب مردم محسوب میشود. در آشپزخانه های تجاری، صنعتی و مسکونی در حین پخت برنج حجم زیادی آب مصرفشده که بعد از آبکش نمودن به درون مسیر فاضلاب تخلیه میشود. هر روزه حجم بالایی از این پساب به کانال های جمع آوری فاضلاب شهری واردمیشود. این پساب با دارابودن اکسیژن خواهی شیمیایی و بیولوژیکی و مواد آلی بسیار زیاد (عمدتاً به فرم نشاسته)، به طور بالقوه پتانسیل آسیب رسانی به محیط زیست را داشته و در صورتیکه به درستی تصفیه نشود، منجر به آلودگی آب و آلودگی بویایی برای ساکنان میگردد. استفاده از این پسابها ضمن رفع صدمات مستقیم آنها بر اکوسیستم موجب تولید مواد دوستدار محیط زیست همچون بیوپلاستیکها با هزینه مواد اولیه بسیار پایین میگردد. پساب برنج به علت داشتن مواد آلی زیاد به عنوان یک منبع کربنی برای سنتز پلی هیدروکسی آلکانوات ها (بیوپلیمرهای زیستی) قابل استفاده میباشد. این محصولات؛ پلاستیک های تولید شده از میکروارگانیسم هاست، که قابل تجزیه در محیط بوده و به دلیل ساختمان شیمیایی خاص خود دارای طیف وسیعی از کاربردها در زمینه های مختلف صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی میباشد و به احتمال زیاد در آیندهای نه چندان دور جایگزین پلاستیک های امروزی خواهندشد. باکتری Latus Alcaligenes به دلیل رشد سریع و تجمع مقادیر بالایی از پلی هیدروکسیبوتیرات، تولیدکننده مناسبی برای این بیوپلیمر محسوب میشود. دمای و pH مناسب جهت رشد این باکتری به ترتیب 35 درجه سانتی گراد و 6/8 می باشد و در صورت وجود منبع کربنی مورد نیاز برای رشد در مدت زمان کوتاه مقدار زیادی بیوپلیمر تولید می نماید به طوری که تجمع پلی هیدروکسی آلکانوات در محیط رشد باکتری A. latus با گذشت 20 ساعت از زمان رشد با استفاده از منبع کربنی ساکاروز تقریبا 88 درصد وزن خشک سلولی خواهدشد. در تولید پلی هیدروکسی آلکانوات ها استفاده از پساب به عنوان مواد خام در تهیه محیط کشت جهت رشد میکروارگانیسم نسبت به محیط کشت سلولی خالص به دلایل اقتصادی ارجحیت بیشتری دارد. بنابراین با درصد وزن خشک سلولی خواهدشد. در تولید پلی هیدروکسی آلکانوات ها استفاده از پساب به عنوان مواد خام در تهیه محیط کشت جهت رشد میکروارگانیسم نسبت به محیط کشت سلولی خالص به دلایل اقتصادی ارجحیت بیشتری دارد. بنابراین با بهره گیری از پساب برنج به عنوان منبع کربنی برای رشد باکتری A. latus و تولید بیوپلاستیک ها ضمن حذف آلودگی از فاضلاب؛ پلاستیک مورد نیاز در مصارف صنعتی، خانگی، کشاورزی و شهری نیز تامین می گردد.

کلیدواژه ها:

بیوپلیمرهای زیستی ، پساب برنج ، پلی -3 -هیدروکسیبوتیرات- والرات ، Azohydromonas lata