تحقیق درباره کارشناسی ارشد، مورفولوژی، دانشگاه تهران، علوم پزشکی

پهای انتقال حرارت بیرونی و کویلهای صفحه‌ای درونی.
کنترل دما در فرمانتورهای بزرگ عموما بوسیله کنترل کردن جریان آب سرد در وسیله انتقال حرارت بدست می‌آید. در بعضی تخمیرها که ورودی حرارت پایین دارند، استفاده از آب گرم یا ملایم برای حرارت دادن فرمانتورها ضروری می‌باشد اما این در تخمیرهای استرپتومایستی غیر معمول است. انتقال حرارت در شیک فلاسکها با انتقال حرارت در فرمانتورها کاملا متفاوت است. آزمایشات شیک فلاسک در اتاقهایی با دمای کنترل شده انجام می‌شود که در آنجا هوا در اطاق برای حفظ کردن دمای ثابت فلاسک لازم می‌باشد(46).
سرعت انتقال حرارت برای سیستم‌هایی که با هوا سرد می‌شوند اساسا کمتر از سیستم‌هایی است که با آب سرد می‌شوند(حداقل برای یک اندازه). این مورد بوسیله سطوح انتقال حرارت بالا ( مساحت سطح بیرونی فلاسک) که با شیک فلاسک فراهم می‌شود، جبران می‌شود. به هر حال تخمیرهای شیک فلاسک اکثرا Cْ2 تا Cْ3 بالاتر از دمای اتاق شیکر در طول مدت پیک سرعت جذب اکسیژن، عمل می‌کنند. همچنین توزیع دمایی نایکنواختی بسته به موقعیت فلاسک روی شیکر وجود دارد و دمای آنهایی که نزدیک مرکز و نزدیک حرکت دهنده شیکر هستند از آنهایی که در جای دیگر هستند Cْ1 بالاتر می‌باشد که این مساله بخصوص هنگام بزرگنمایی کردن تخمیرهای شیک فلاسک اهمیت دارد و یک عمل متداول این است که ابتدا تخمیرهای مقیاس نیمه صنعتی آزمایشگاهی Cْ1 یا Cْ2 بالاتر از دمای اتاق شیکر برای جبران دما انجام می‌شود(31).
1-25-8) تاثیر pH روی متابولیسم سلول
آب بطور طبیعی به یک یون اسیدی (H+) و یک یون هیدروکسیل (OH-) تفکیک می‌شود.
H2O H+ + OH-
ثابت تفکیک آب Kw به صورت زیر تعریف می‌شود:
(2-2) 14- 10= [OH-] [Kw = [H+
pH به صورت زیر تعریف می‌شود:
] +pH= – log [H
غلظت یون اسیدی و یون هیدروکسیل همیشه به وسیله ثابت تفکیک آب با هم ارتباط دارند. در مقادیر پایین pH ، غلظت یون اسیدی خیلی بالا می‎باشد و در مقادیر بالای pH، غلظت یون هیدروکسیل بالا می‌باشد و در pH برابر 7، غلظت یونهای اسیدی و هیدروکسیل هر دو در مقدار می‌نیمم هستند.
با در نظر گرفتن اثرات pH روی سیستم‌های بیولوژیکی، دانستن این نکته که هم یون اسید و هم یون هیدروکسیل به طور بالایی، مواد واکنش‌پذیر هستند، ضروری است. در غلظت‌های بالا، یکی از این دو یون می‌تواند واکنش کند و خیلی از مواد بیولوژیک را تجزیه کند(34). در غلظت‌های پایین‌تر، این یونها می‌توانند:
تفکیک اسیدهای آلی را تحت تأثیر قرار دهند
خواص غشاءهای سلولی را تغییر دهند
اکتیویته آنزیم‌های خارج سلولیی را تحت تاثیر قرار دهند
تشکیل دیواره سلولی را تحت تاثیر قرار دهند
توزیع محصول متابولیسم میکروبی را تحت تاثیر قرار دهند
یونهای فلزی و مواد غیر آلی را رسوب دهند
پایداری متابولیت‌های ثانویه را تحت تاثیر قرار دهند
با بکار بردن این ترفندها برای اجزای محیط کشت، هنوز کنترل pH در شیک فلاسک ها در یک محدوده ویژه امکان پذیر نیست.
در فرمانتورها، pH عموما با یک الکترود pH قابل استریل، به صورت روی خط اندازه گیری می‌شود. در طول تخمیر، pH را می‌توان در هر نقطه بوسیله اضافه کردن اسید یا باز کنترل کرد. برای تنظیم pH عموما اسیدسولفوریک یا سود استفاده می‌شود(39).
در بعضی تخمیرهای همراه با خوراک‌دهی، pH به عنوان پایه‌ای برای تغذیه کردن آمونیاک یا قندها استفاده می‌شود. در چنین حالتهایی، کاهش قندها در مدیوم، افزایش در pH را بوجود می‌آورد که باعث می‌شود قند بیشتری به فرمانتور تغذیه شود که منجر به کاهش pH می‌شود و خلاف این قضیه برای آمونیاک درست است (1983, Cooney ,Mou) .
از مطالعات شیک فلاسک‌ها اطلاعات مفیدتری راجع به pH نمی‌توان بدست آورد. به عنوان یک نتیجه، بهینه‎سازی pH برای تخمیر استرپتومایسس در فرمانتورهای آزمایشگاهی یا نیمه صنعتی انجام شده است. بطور نمونه تخمیرها در یک pH خنثی (7- 5/6) شروع شده‎اند. در مدت فاز اولیه تخمیر pH مرتبا کاهش می‌یابد و سپس افزایش می‌یابد. معمولا کنترل pH بعضی وقتها در تخمیر شروع می‌شود و سپس ثابت می‌ماند. بهینه کردن نقطه تنظیم pH در بیشتر تخمیرها آسان است. به هر حال این شامل سازش‌کاری بین سرعت تولید، پایداری کشت، پایداری آنتی‌بیوتیک و تولید مشابه است(38).
اگر منبع اصلی سوبستراتها با پروتئین تغییر کند، pH بهینه نیز می‌تواند تغییر کند. در بیشتر تخمیرها، رشد در یک pH رخ می‌دهد در حالی که تولید در یک مقدار متفاوت رخ می‌دهد.
همچنین بهینه کردن پروفیل pH یک تخمیر همانطور که بوسیله Cheruy و Durand (1979) انجام شده، امکان پذیر است. بهر حال آنها نتیجه گرفتند که تنظیم pH در یک مقدار ثابت عملی تر ظاهر شده است(31).

1-25-9) مرحله شناسایی و استخراج محصول
بعد از مرحله نهایی یا تولید، نوبت به شناسایی محصول تولید شده می‌رسد. روشهای مختلفی برای این منظور وجود دارد که در قسمت مواد و روشها به آن می‌پردازیم. این روشها عبارتند از:
HPLC
TLC
Spectrophotometr
Bioassay

فصل دوم

پیشینه پژوهش
در زمینه تولید اریترومایسین و اثر عوامل مختلف در میزان تولید آن پژوهش‌هایی انجام گرفته که به آنها می‌پردازیم:

1-پژوهشی با عنوان اثر شرایط محیط‌‌ کشت در تولید اریترومایسین با استفاده از باکتری Saccharopolyspora erythraea در کشت‌های غیر پیوسته که در سال 1996 در دانشگاه لندن توسط محمد حیدریان و همکارانش انجام شد. در این پژوهش اثر عواملی مانند فشار اکسیژن محلول، شرایط محیط، هم زدن و تعداد دور بر روی سویه مولد مورد نظر در تولید اریترومایسین بررسی شد.
نتایج حاصل بدین صورت بوده که فشار اکسیژن محلول در رشد باکتری و تولید اریترومایسین بی‌اثر بوده، اما هم زدن با دورهای بالا موجب شکسته شدن و شکستن میسلیوم‌ها می‌شود و بازده تولید را کاهش می‌دهد(42).

2-پژوهشی با عنوان اثر روغن کلزا بر روی رشد باکتری Saccharopolyspora erythraea و تولید اریترومایسین در سال 1999 توسط نوشین میرجلیلی،Vassilios، Peter F.leadly و Andrew P.ison صورت گرفت. در این پژوهش اثر روغن کلزا بر روی رشد سویه Saccharopolyspora erythraea و تولید آنتی‌بیوتیک بررسی شد. نتیجه بدست آمده از این پژوهش حاکی از این بود که افزودن روغن کلزا به محیط کشت پایه موجب تولید بیشتر اریترومایسین A می‌شود(54).
3-پایان ‌نامه دکتری تحت عنوان بررسی اثر روغن‌های مختلف در رشد Saccharopolyspora erythraea و تولید اریترومایسین که در سال 1381 توسط جواد حامدی به راهنمایی فریدون ملک‌زاده در دانشکده علوم پزشکی تهران انجام شد.
در این پژوهش، اثر 18 روغن مختلف و اسیدهای چرب مختلف و همچنین یک ضد کف سیلیکونی در رشد Saccharopolyspora erythraea و تولید اریترومایسین بررسی گردید.
نتیجه حاصل بدین صورت بوده که تمامی روغن‌ها موجب افزایش میزان تولید اریترومایسین شدند. رده‌بندی روغن‌ها به ترتیب نزولی عبارت است: روغن هسته آلبالو، روغن دانه هندوانه، روغن دانه خربزه، روغن پسته، کلزا، ذرت، روغن آفتابگردان، کنجد، روغن خوک، زیتون، روغن هسته انگور، سویا، روغن پنبه دانه، روغن فندق، نارگیل،کوسه ماهی، روغن گلرنگ. در غلظت بهینه روغن درحین فرٱیند مرتبه بعضی از این روغن‌ها از نظر تولید اریترومایسین تغییر کرده است(3).

4-پایان‌نامه کارشناسی ارشد با عنوان بررسی ارتباط مورفولوژی، رئولوژی و تولید اریترومایسین با استفاده از باکتری Saccharopolyspora erythraea که در سال 1382 توسط حسین قجاوند به راهنمایی محمد حیدریان، بابک بنکدارپور و جواد حامدی در دانشکده مهندسی شیمی، خواص رئولوژیکی مایعات تخمیری باکتری Saccharopolyspora erythraea در کشت‌های شیک فلاسک بررسی شد.
نتایج حاصل بدین ترتیب بوده است که در غلظت‌های مایه تلقیح اسپوری بالاتر از 105 اسپور در میلی‌لیتر مرفولوژی بیشتر به شکل میسلیومی و کلامپ می‌باشد و جمعیت کلامپ‌ها خیلی بیشتر از میسلیوم‌ها است. در غلظت‌های مایه تلقیح مساوی یا پایین‌تر از 105 اسپور در میلی‌لیتر مرفولوژی بیشتر به شکل پلتی است. در غلظت‌های بالاتر از 109 اسپور در میلی‌لیتر مایه تلقیح، اریترومایسین بیشتری تولید کرده است. همچنین مرفولوژی میسلیومی و کلامپی برای تولید اریترومایسین از مورفولوژی پلتی بهتر می‌باشد(12).

5-پایان‌نامه دکتری تحت عنوان بررسی اثر منابع کربن و نیتروژن محیط پیش‌کشت در رشد و تولید اریترومایسین که در سال 1384 توسط مهسا رستم زا به راهنمایی اشرف السادات نوحی، جواد حامدی و همکاران در دانشکده علوم دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات انجام شد. در این پژوهش اثر منابع کربنی شامل نشاسته، دکسترین، گلوکز، گلیسرول، ملاس چغندرقند و منابع نیتروژنی بومی شامل آرد سویا، شیرابه ذرت، نیترات آمونیوم و سولفات آمونیوم در محیط کشت بذردهی و تولید اریترومایسین بررسی شد. نتایج حاصله بدین صورت بوده است که میزان تولید اریترومایسین در محیط‌های بذردهی حاوی غلظت‌های 15-0 گرم در لیتر دکسترین، 5-0 گرم در لیتر نشاسته، 15-0 گرم در لیتر ملاس چغندرقند و 20-0 گرم در لیتر گلیسرول با محیط شاهد یکسان بوده است.
همچنینن میزان تولید اریترومایسین از تلقیح محیط‌های بذردهی حاوی غلظت‌های 20-10 گرم در لیتر گلیسرول بیشتر از 15-5 گرم در لیتر دکسترین و نشاسته است. مناسب‌ترین غلظت منابع کربنی و نیتروژنی در محیط‌های بذردهی به ترتیب 10 گرم در لیتر گلیسرول و 40 گرم در لیتر آرد سویا بوده است(8).

6-پایان نامه کارشناسی ارشد تحت عنوان بررسی اثر اسیدهای چرب در رشد Saccharopolyspora erythraea و تولید اریترومایسین که در سال 1383 توسط علی مخدومی به راهنمایی جواد حامدی در دانشکده علوم دانشگاه تهران انجام شد. در این پژوهش اثرات مجزا و برهم کنش 5 اسیدچرب و نیز متیل استر آن‌ها در رشد باکتری Saccharopolyspora erythraea و تولید اریترومایسین بررسی شد. نتایج حاصل بدین ترتیب بوده است که در حضور دکسترین به عنوان منبع کربنی تمامی اسیدهای چرب اثر منفی روی رشد باکتری و تولید اریترومایسین دارند. در حالیکه در محیط حاوی نشاسته، اسیدهای چرب لوریک، میریستیک، پالمتیک، استئاریک و اولئیک به ‌ترتیب موجب افزایش4،1،4،1،6،1،6،1،1،2 برابر تولید اریترومایسین نسبت به محیط شاهد فاقد اسید چرب شده‌اند.
همچنین متیل لورات، متیل میریستات، متیل پالمیتات و متیل استئارات در غلظت حداقل بازدارنده رشد باکتری و تولید اریترومایسین بوده‌اند و متیل اولئات و متیل لینولئات به ترتیب موجب 1،6،1،4 برابر افزایش تولید اریترومایسین نسبت به محیط شاهد شده‌اند. در این پژوهش مشخص گردید که اجزای صابونی و غیر صابونی روغن‌ها اثرات متفاوتی نسبت به روغن کامل دارند. به طوری ‌که سه روغن هسته آلبالو و گلرنگ و پنبه دانه به ترتیب موجب افزایش 1،1،1،2،1،5 برابر تولید اریترومایسین نسبت به محیط شاهد شده‌اند( 18).

7-پایان نامه کارشناسی ارشد تحت عنوان بررسی آرد سویا و آرد کلزا در تولید اریترومایسین توسط باکتری Saccharopolyspora erythraea که در سال 1387 توسط غزل لبیکی به راهنمایی حسین عطار و جواد حامدی در دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات انجام شد.
در این پژوهش اثر غلظت‌های مختلف آرد سویا و آرد کلزا در رشد باکتری Saccharopolyspora erythraea و تولید اریترومایسین بررسی گردید. نتایج حاصله بدین صورت بوده است که میزان تولید اریترومایسین در محیط‌های حاوی آرد کلزا با غلظت 50،40،30،20،10 گرم در لیتر به ترتیب 1،23،0،7،1،28،1،49،2،47،2،09 برابر میزان اریترومایسین تولید شده در محیط حاوی آرد سویا بوده است. همچنین در بین تمامی محیط‌های کشت تخمیر، غلظت بهینه برای آرد سویا 30 گرم در لیتر بوده است(18).
8-پایان‌نامه کارشناسی ارشد تحت عنوان بررسی اث