در این پژوهش،امکان تولید پلی هیدروکسی آلکانوات ها (PHAs) در راکتور لجن فعال در مقیاس آزمایشگاهی بررسی شده است. بدین منظور ابتدا از سیستم لجن فعال بی هوازی- هوازی با زمان ماند هیدرولیکی10h  و زمان ماند سلولی پنج روز برای خو گرفتن میکروارگانیسم ها به منظور تولید پلیمر استفاده شده است. سپس لجن مازاد حاصل از سیستم یاد شده به راکتور تولید پلیمر منتقل و طی فرایندی هوازی و در Ph خنثی افزایش غلظت(PHAs) در درون سلول میکروارگانیسم ها بررسی شده است. براساس آزمایش های انجام شده حداکثر غلظت 3HVو3HB  پس از24h  هوادهی مشاهده شده است. در سیستم مورد مطالعه حداکثر غلظت PHAs تولیدی در حدود 17 درصد وزنی جامدات خشک لجن بوده که از این مقدار 14 درصد مربوط به تری هیدرکسی بوتیرات و حدود 3 درصد مربوط به تری هیدروکسی والرات است. همچنین، در سیستم ازای مصرف هر1kg  کربن325kg  پلیمر تولید شده است.

با هدف غلبه بر مشکلات زیست محیطی ناشی از تجمع پلاستیک های مصنوعی و لجن تولیدشده در تصفیه خانه ها، پژوهش های متعدی در زمینه تولید پلیمرهای زیست تخریب پذیر انجام شده است. پلی هیدروکسی آلکانوات ها (Polyhydroxyalkanoates) مشهورترین عضو خانواده بیوپلیمرها محسوب می شوند که به منزله منبع کربن و انرژی در میکروارگانیسم ها تجمع می یابند. این تحقیق با هدف بررسی تاثیر میدان مغناطیسی در فرایند تولید پلی هیدروکسی آلکانوات (PHA) در لجن فعال انجام شده است. میدان مغناطیسی در فرایند تولید PHA از لجن فعال تاثیرگذار است به طوری که در برخی شدت های میدان مغناطیسی تولید این بیوپلیمر نسبت به نمونه شاهد (بدون میدان مغناطیسی) افزایش و در برخی کاهش یافته است. آزمایش های این تحقیق در دومرحله انجام شده اند. در مرحله اول، مدت زمان هوادهی لجن فعال در فرایند تولید این بیوپلیمر برای نمونه شاهد بهینه سازی شد که معادل 30 ساعت بود. در مرحله دوم، تاثیر میدان مغناطیسی در کاهش یا افزایش تولید این بیوپلیمر بررسی شد. تاثیر میدان های مغناطیسی با شدت 5، 10، 15، 20، 25 و 50 میلی تسلا در راکتور ناپیوسته تولید بیوپلیمر در 30 ساعت بررسی شد. نتایج نشان دادند که میدان هایی با شدت 5، 10، 15 و 20 میلی تسلا تاثیر مثبتی در تولید PHA داشتند در حالی که میدان های 25 و 50 میلی تسلا سبب کاهش تولید PHA نسبت به نمونه شاهد شده اند. میزان تولید PHA در نمونه شاهد و میدان های مغناطیسی 5، 20 و 50 میلی تسلا به ترتیب 0.6، 0.73، 0.75 و 0.55 گرم بر لیتر بوده است. علاوه بر این، نتایج نشان دهنده تاثیرگذاری میدان مغناطیسی در نوع و میزان مونومرهای تولیدشده در کوپلیمر PHA بودند. به طوری که در میدان های مغناطیسی 20 و 50 میلی تسلا درصد جرمی هیدروکسی والرات (HV) در کوپلیمر (HB-co-HV) به ترتیب برابر با 26 و 76 بوده است.

از میان پلاستیک های قابل تجزیه گروهی تحت عنوان PHAs و کوپلیمرهای آن که بالغ بر چهل ترکیب مختلف می باشد، به علت قابلیت تجزیه پذیری کامل، انعطاف پذیری، مقاومت 100% در برابر آب، پایین بودن نسبی هزینه تولید و همچنین سادگی فرآیند نسبت به سایر پلیمرهای زیست تخریب پذیر بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. هدف از انجام این کار تحقیقاتی بررسی تاثیر ترکیبات ازت بر تولید پلیمر با استفاده از لجن فعال بوده است.بر اساس نتایج به دست آمده وجود ترکیبات ازت در سوبسترا نه تنها باعث توقف فرآیند تولید PHAs نگردیده بلکه باعث افزایش بازده تولید پلیمر نیز شده است. از میان ترکیبات ازت مورد استفاده اثر عصاره مخمر (Yeast Extract) بیشتر از پپتون (Pepton) و اثر پپتون بیشتر از سولفات آمونیوم تعیین گردیده است.اضافه شدن ازت به خوراک راکتور تولید پلیمر باعث افزایش میزان مصرف استات می گردد. در این تحقیق میزان مصرف استات در هنگامی که از عصاره مخمر به عنوان منبع ازت استفاده شده نسبت به حالتی که سوبسترا فاقد ازت می باشد بیش از 50% افزایش نشان می دهد.افزایش نسبت کربن به ازت خوراک راکتور تولید پلیمر تا میزان 25 (گرم بر گرم) باعث افزایش میزان تولید پلیمر شده، اما افزایش بیشتر این نسبت تاثیر چشمگیری بر بازده تولید پلیمر ندارد. در این آزمایش حداکثر میزان PHAs تولیدی مربوط به C/N=25 و برابر با 23 % بوده که با آن چه توسط استات به تنهایی حاصل گردیده اختلاف قابل توجهی ندارد. از دیگر نتایج تحقیق این بود که پساب هایی را که دارای نسبت کربن به ازت بالاتر از 25 (گرم بر گرم) هستند را می توان به عنوان منبع کربن جهت تولید PHAs مورد استفاده قرار داد.

پلی هیدروکسی آلکانوات ها (PHAs) پلیمرهای زیست تخریب پذیری هستند که به وسیله میکروارگانیسم ها و در شرایط خاص تولید می شوند. هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر اسیدهای چرب فرار بر کمیت و کیفیت پلیمر تولیدی با استفاده از لجن فعال بوده است. بر اساس نتایج به دست آمده، وجود اسیدهای چرب فرار در ترکیب خوراک راکتور ناپیوسته مرحله ای، در مقایسه با هنگامی که فقط از ساکاروز به عنوان منبع کربن استفاده می شد، باعث افزایش 90 تا 130 درصدی بازده پلیمر تولیدی شده است. غلظت منبع کربن اضافه شده در راکتور تولید پلیمر نیز یکی از عوامل موثر در تولید PHAs است. هنگامی که استات و پروپیونات به تنهایی به عنوان منبع تامین کربن راکتور تولید پلیمر استفاده شدند، غلظت بهینه این دو اسید به ترتیب در محدوده 35-30 و 15-20mgC/L.h.g.SS معین شده است. همچنین، بر اساس نتایج این پژوهش، تغییر ترکیب خوراک راکتور تولید پلیمر بر کمیت و کیفیت محصول موثر است، به طوری که افزایش نسبت پروپیونات به استات باعث کاهش مقدار PHAs و همچنین افزایش نسبت 3- هیدروکسی والرات به 3- هیدروکسی بوتیرات در پلیمر تولیدی می شود. نتایج نشان می دهد، حداکثر مقدار PHAs هنگامی حاصل شده که سدیم استات به تنهایی به عنوان منبع تامین کربن استفاده شده است. همچنین، با افزایش مقدار پروپیونات از صفر به 100 درصد در سوبسترا، نسبت جرمی 3- هیدروکسی والرات در محصول از 6 به 85 درصد افزایش یافته است.

مقدمه: بیوپلیمرهای میکروبی مانند پلی هیدروکسی آلکانوات ها جایگزین های مناسب پلاستیک های مشتق از مواد نفتی هستند. این بیوپلیمرها مزایای بسیاری نسبت به پلاستیک های معمولی دارند، ازجمله زیست تجزیه پذیری، سازگاری با محیط زیست و تجدیدپذیر بودن منابع آنها. از این رو، مطالعه حاضر با هدف جداسازی سویه باکتریایی دارای قابلیت تولید پلی هیدروکسی بوتیرات، یکی از پلی هیدروکسی آلکانوات های پرکاربرد، انجام شد.مواد و روش ها: 6 سویه باکتریایی تولیدکننده پلی هیدروکسی آلکانوات از محل خروجی پساب کارخانه تولید نوشیدنی جداسازی و با روش سودان بلاک مطالعه شدند. رنگ پذیرترین سویه برای مطالعه های بعدی انتخاب، بر اساس بررسی های مورفولوژیکی، بیوشیمیایی و فیلوژنتیکی شناسایی و توانایی آن در تولید پلی هیدروکسی بوتیرات و دیگر پلی هیدروکسی آلکانوات ها با روش GC-MS ارزیابی شد.نتایج: بر اساس نتایج روش سودان بلاک، سویه NG بیشترین میزان PHB را تولید کرد و برای مطالعه های بعدی انتخاب شد. سویه NG، سویه جدیدی از باسیلوس تورینجینسیس شناسایی شد که بر اساس نتایج GC-MS، قادر به تولید پلی هیدروکسی بوتیرات و 4 نوع پلی هیدروکسی آلکانوات دیگر شامل هگزادکانوییک اسید متیل استر، اکتادکانوییک اسید متیل استر، تترادکانوییک اسید متیل استر و 8- اکتادکانوییک اسید متیل استر بود.بحث و نتیجه گیری: مطالعه حاضر، نخستین گزارش از تولید هم زمان چند نوع پلی هیدروکسی آلکانوات توسط سویه ای از باسیلوس تورنجینسیس است. مقالات این شماره به زبان انگلیسی منتشر شده و برای مشاهده مقالات به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده مقالات انگلیسی اینجا را کلیک کنید.

سابقه و هدف: امروزه با توجه به مصرف بسیار زیاد پلیمرهای مقاوم به تخریب زیستی از جمله انواع پلاستیک ها در بسته بندی مواد غذایی، کالا و همچنین استفاده از کیسه های پلاستیکی برای جابجایی و حمل زباله مشکل بزرگ تجمع ضایعات پلیمری در طبیعت به وجود آمده است. یکی از راه ها برای حل این مشکل تولید پلیمرهای زیست تخریب پذیر می باشد.مواد و روش ها: باکتری تولید کننده پلیمر پلی هیدروکسی آلکانوآت (PHA) از نمونه های محیطی جداسازی شد. این سویه باکتریایی با روش های شیمیایی و مولکولی از طریق تعیین توالی ژن 16s rDNA شناسایی گردید. تولیدPHA  توسط این باکتری با استفاده از کروماتوگرافی گازی و ستون HP-5 تحت شرایط مختلف کشت اندازه گیری شد.یافته ها: در این مطالعه باکتری بومی تولید کننده PHA بعنوان Bacillus thuringiensis ZK 86 شناسایی گردید. شرایط مناسب برای تولید این پلیمر دمای 37oC، pH=7 و هوادهی در rpm=150 تعیین گردید. تحت این شرایط بیشترین میزان تولید حدود 0.367 گرم در لیتر با منبع گلوکز پس از کشت به مدت 72 ساعت بدست آمد و 35% از وزن خشک سلولی را پلیمر تشکیل داد.نتیجه گیری: این مقاله اولین گزارش از تولید PHA توسط سویه باسیلوس تورینجنسیس بومی ایران می باشد که در طی آن شناسایی باکتری تولید کننده و روش های تولید و اندازه گیری میزان و نوع پلیمر تولید شده مورد ارزیابی قرار گرفتند.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

پلی هیدروکسی آلکا نوات ها (PHAs)، ماکرومولکول های پلی استری هستند که به طور طبیعی توسط بسیاری از میکرو ارگانیسم ها تولید می شوند و می توانند جایگزین مناسبی برای پلاستیک های مرسوم باشند. برخلاف پلاستیک های مشتق شده از مواد نفتی که تجزیه آنها ده ها سال به طول می انجامد، PHA ها در طول یک سال توسط ا نواعی از میکرو ارگانیسم ها تجزیه می شوند. نتیجه این تجزیه، دی اکسید کربن و آب است که به طبیعت برمی گردند. هدف از این تحقیق، جدا سازی ژن بتاکتوتیولاز (bktB) از باکتری Ralstonia eutropha PTCC1615  سویه H16 بوده است که در اصلاح خصوصیات بیوپلاستیک ها مورد استفاده قرار می گیرد. آنزیمی که توسط این ژن کد می شود، یک مرحله کلیدی را در تشکیل کوپلیمرهای تجزیه پذیر زیستی کنترل می کند. در این تحقیق، طراحی پرایمر های اختصاصی به منظور جداسازی این ژن، انجام گرفت و ORF کامل این ژن توسط PCR از ژنوم باکتری R. eutropha  جدا شد. صحت جداسازی به طور اولیه توسط Nested PCR و سپس توسط تعیین توالی مورد تایید قرار گرفت. با توجه به ویژگی های فیزیکی مثبت کوپلیمر ها در صنعت، از جمله استحکام، انعطاف پذیری و سرعت تجزیه زیستی توسط میکرو ارگانیسم های محیط، جداسازی این ژن می تواند گامی موثر در جهت تولید پلاستیک های تجزیه پذیر زیستی با خصوصیات مطلوب تر باشد.