چکیده

پروتئازهای میکروبی در بین مهم‌ترین آنزیم‌های هیدرولیز‌کننده قرار‌دارند که حدود %60 از بازار جهانی آنزیم‌های صنعتی را به خود اختصاص داده‌اند. در این پژوهش، ستنز آنزیم پروتئاز در فرآیند تخمیر حالت جامد با استفاده از باکتری Bacillus. licheniformis مورد بررسی قرار‌گرفت. ضایعات و محصولات مختلف کشاورزی شامل سبوس گندم، سبوس برنج، باگاس، پوسته ذرت، آرد‌ذرت و آرد‌جو بعنوان سوبسترا مورد استفاده قرار‌گرفتند. پروتئاز تولیدی از پوسته گندم نسبت به بقیه سوبسترا فعالیت بیشتری نشان داده است. اثر پارامترهای مختلف استخراج شامل نوع و مقدار محلول استخراج کننده و زمان اقامت در شیکر مورد ارزیابی قرار‌گرفت. بیشترین میزان بازیابی پروتئاز با استفاده از 50 میلی‌لیتر بافر تریس پس از طی مدت 1 ساعت در شیکر بدست آمد. علاوه بر این، تأثیر پارامترهای عملیاتی چون زمان، دما، pH، رطوبت ابتدایی، رطوبت کابین، اندازه ذرات و میزان مایه تلقیح بر تولید آنزیم مورد بررسی قرار‌گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین میزان فعالیت آنزیم پروتئاز پس از 48 ساعت تخمیر، در دمای Cº 35 ، pH ابتدایی برابر 9، رطوبت کابین %90، اندازه ذرات در محدوده cm 2-1 و رطوبت اولیه %200 برای سینی بالایی و %150 برای سینی میانی بدست آمد. همچنین تأثیر مکمل‌های مختلف کربنی و نیتروژنی بر تولید پروتئاز بررسی‌شد. نتایج نشان‌داد که با غنی‌سازی سوبسترا با سبوس برنج (w/w %1) و آرد ذرت ( w/w%2)، بیشترین فعالیت آنزیم پروتئاز بدست‌آمد. حداکثر فعالیت پروتئاز پس از گذشت 48 ساعت، تحت تمامی شرایط مطلوب، میزان فعالیت U/gds 1/1281 و U/gds 7/1048 به ترتیب برای سینی بالایی و میانی بدست آمد. تأثیر دما و pH بر فعالیت و پایداری آنزیم مورد بررسی قرار‌گرفت. نتایج نشان داد که پروتئاز تولیدی ماهیت قلیایی داشته و پایداری بسیار قابل توجهی در محدوده تغییرات دما در بازه Cº 85-30 و مقادیر pH بین 13-7 داشته است و بیشترین فعالیت در مقدار pH برابر 8 و دمای Cº65 حاصل شده است. همچنین کاربرد آنزیم تولیدی در پردازش چرم و هیدرولیز لایه ژلاتین از فیلم‌های عکاسی و همچنین به عنوان افزودنی به شوینده، مورد بررسی قرار‌گرفت. نتایج نشان داد که پروتئاز قلیایی حاصل از B. licheniformis قابلیت بسیار خوبی در حذف لکه‌های مختلف از پارچه، موزدایی از پوست گاو و هضم لایه ژلاتینی از فیلم‌های عکاسی از خود نشان داد. همچنین، تولید آنزیم پروتئاز با استفاده از فرآیند تخمیر حالت جامد در بیوراکتور و فلاسک بررسی و دو سامانه از نظر میزان تولید آنزیم با یکدیگر مقایسه شدند.

واژه‌های کلیدی: پروتئاز، سبوس گندم، تخمیر حالت جامد، بیوراکتور سینی‌دار، Bacillus. licheniformis

فهرست مطالب

فصل1  1

مقدمه  1

1-1. مقدمه 2

1-2. تعریف آنزیم 2

1-3. تاریخچه آنزیم 2

1-4. ساختار آنزیم 4

1-5. تقسیم‌بندی آنزیم‌ها 5

1-6. تاریخچه آنزیم پروتئاز. 6

1-7. عملکرد پروتئازها 6

1-8. تخمیرحالت جامد 7

1-9. ضرورت انجام پروژه 8

1-10. اهداف این پروژه 8

فصل2 مروری بر منابع مطالعاتی  10

2-1. مقدمه 11

2-2. پروتئازها 11

2-3. منابع پروتئازها 12

2-3-1. پروتئازهای گیاهی. 12

2-3-2. پروتئازهای حیوانی. 13

2-3-3. پروتئازهای میکروبی. 13

2-4. تقسیم بندی پروتئازها 16

2-5. پروتئازهای قلیایی. 19

2-6. مکانیزم عمل پروتئازها 22

2-7. کاربردهای صنعتی آنزیم پروتئاز. 22

2-7-1. صنعت مواد شوینده 23

2-7-2. صنایع غذایی. 24

2-7-3. صنعت چرم 25

2-7-4. صنعت عکاسی. 26

2-7-5. صنایع دارویی. 26

2-7-6. مدیریت محیط زیست.. 27

2-8. تولید آنزیم پروتئاز. 27

2-9. تخمیر حالت غوطه ور. 28

2-9-1. تخمیر حالت جامد 29

2-9-2. مقایسه سیستم‌های تخمیر جامد و غوطه‌ور. 29

2-9-3. انتقال جرم در تخمیر حالت جامد 30

2-9-4. عملیات انتقال جرم در مقیاس ماکرو. 31

2-9-5. عملیات انتقال جرم در مقیاس میکرو. 32

2-9-6. انتقال اکسیژن. 32

2-9-7. نفوذ آنزیم‌ها 33

2-9-8. جنبه‌های انتقال حرارت.. 34

2-9-9. میکروارگانیزم‌های مورد استفاده در تخمیر حالت جامد 35

2-9-10. کاربردهای تخمیر حالت جامد 37

2-9-11. آنزیم‌های بدست آمده از فرآیند تخمیر جامد 38

2-10. طراحی بیوراکتور. 39

2-11. انواع بیوراکتورهای مورد استفاده در تخمیر حالت جامد 40

2-11-1. بیوراکتورهای سینی‌دار. 41

2-11-2. بیوراکتورهای بستر‌پرشده 42

2-11-3. بیوراکتورهای استوانه ای‌دوار. 43

2-11-4. بیوراکتورهای بستر‌سیال. 45

2-12. مراحل عمومی برای انجام فرآیند SSF در داخل بیوراکتور. 46

2-13. عوامل مؤثر در تولید پروتئاز در فرآیند SSF در داخل بیوارکتور. 47

فصل3 مواد و روش‌ها 48

…

برای دانلود پایان نامه اینجا کلیک کنید