إنتاج الأصبغة الكاروتينية بالطريقة البيوتكنولوجية

الملخص

ينتج كثير من الأحياء الدقيقة المواد الكاروتينية مثل البكتريا ( اصطناع ضوئي أو لاضوئي ) والفطور والخمائر والأشنيات وتستطيع هذه الأحياء أن تصطنع حيوياً المواد الكاروتينية بأشكالها كافة وبتراكيز عالية من خلال النمو على أوساط مختلفة والتي يمكن أن تستخدم في عملية الإنتاج على المستوى الصناعي والتجاري .

أغلب هذه المنتجات الكاروتينية هي b – كاروتين  وأستاكزانتين التي تعتبر مواد حيوية هامة تستخدم على المستوى الصناعي بوصفها مواد ملونة في المنتجات الغذائية والصيدلانية أو كمواد فعالة بيولوجياً كفيتامينات ومنشطات وتستطيع هذه الكائنات أن تنتج تراكيز عالية انطلاقاً من مواد (سوبسترات ) متوافرة في الطبيعة والمخلفات التصنيعية بتحويلها إلى مواد ذات فائدة كبيرة .

في ورقة العمل هذه أدرس بعض السلالات المحلية المعزولة من مناطق مختلفة في القطر العربي السوري على شكل مزارع نقية بعد أن تم تحديد الشروط اللازمة لنمو هذه السلالات باستخدام أوساط زراعية مختلفة ومن ثم فصل وتحديد هذه المواد باستخدام الطرق الكيميائية والفيزيائية.

تمت الدراسة في مخابر قسم الهندسة الغذائية في كلية الهندسة الكيميائية والبترولية في جامعة البعث وقد تم عزل فطر Epicoccum sp. الذي أنتج حوالي 86-10 مغ % غ مادة جافة من  b – كاروتين بالزراعة الساكنة على أوساط مختلفة ومحلول مغذي (تشابك) أو مولاس .

بينما أعطت سلالات معزولة من خمائر الـ Rhodotorula حوالي 14- 115 مغ% غ مادة جافة من   –b كاروتين ومركبات كاروتينية أخرى وأيضاً أعطت سلالات من خميرة الـ Phaffia حوالي 18-60 مغ % غ مادة جافة من أستاكزاتين في الزراعة على الهزاز وفي أوساط مختلفة مصادر الكربون.

لذلك يمكن أن تستخدم هذه الأحياء الدقيقة في عمليات الإنتاج التجاري بالزراعة على أوساط مختلفة ولاسيما باستخدام أوساط مغذية من مصادر زراعية أو تصنيعية وباستخدام التقانات الحيوية يمكن تحسينها حيوياً ووراثياً وبالتالي تحسين شروط الإنتاج وتطبيق هذه المنتجات في عمليات التصنيع الغذائي والصيدلاني وغيره من الصناعات .

Carotenoids from microbial sources, which are the most widely disributed classe of pigments in nature and have essential biological function in animals, create a large market.

Synthetic carotenoids (b-caroten, astaxanthin, ... etc) are not approved by food and drug administration for addition.

Carotenoid pigments are responsible for the distinctive orange to red pigmantation of marin invertebrates (lobsters, crab and shrimp), fish (salmon and trout), birds, microorganisms (algae, fungi, bacteria).

Animals are unable to synthesis carotenoids but must uptake in their food sources they must be added to feeds of farmed animals, usually considerable expense to the farmer.

The principal carotenoid biological sources being considered are given microalgae (Haematococcus, Chlorella, Dunaliella, Spirulina), yeasts (Phaffia, Rhodotorula) moulds (phycomyces blakesleenus, Blakesla trispora, Epicoccum sp., penicillium, morchellci), and bacteria (Flavo bacterium, Brovibacterium, pseudomonas).

This research was about isolation and selection of biological sources of carotenoids in Syria. I evaluated and studied some carotenoid productions in different conditions and cultivations.

This is done to identify strains of Epicoccum sp., which produce 10-86 mg of ß-carotene%g dry substance in static conditions on the different mediums and Czapek solution or molasses.

The yeast Rhodotorula gracili has heterotophic cultivation and produce high content of b-caroten (14-115 mg of ß-carotene/100g dry substance) other coumponds of carotenoid and Phaffia rhodozyma have heterotrophic metabolism and produces of astaxanthin (18-60 mg of astaxanthin %g dry substance) in submerged conditions on the different mediums.