آکادمی و موسسه علمی پژوهشی ابن سینا

نتیجه‌گیری

از آنجا که تاکنون هیچ گزارش قابل توجهی در زمینه تولید آنزیم پروتئاز در بیوراکتور سینی‌دار مشاهده نشده‌است، هدف اصلی در انجام پایان نامه بیوشیمی حاضر تولید آنزیم پروتئاز قلیایی با فعالیت بالا در یک بیوراکتور سینی‌دار توسط باکتری B. licheniformis وسپس تعیین ویژگی‌های آنزیم تولید شده بود. به منظور کاهش هزینه‌های تولید، از ضایعات و محصولات مختلف کشاورزی شامل سبوس گندم، سبوس برنج، آرد ذرت، پوسته ذرت، آرد جو و باگاس استفاده‌شد. از میان سوبستراهای مورد استفاده، سبوس گندم به تولید پروتئاز با بیشترین فعالیت انجامید. فرآیند تخمیر به مدت 120 ساعت انجام شد و میزان پروتئاز تولیدی در فواصل زمانی 24 ساعت مورد بررسی قرار‌گرفت. به منظور بهینه سازی پارامتر‌ها از روش یک متغیر در زمان، استفاده شد واثر عواملی چون دما، pH، رطوبت اولیه، رطوبت کابین، اندازه ذرات، میزان تلقیح و مکمل‌های کربنی و نیتروژنی به منظور تولید آنزیم پروتئاز با بیشترین فعالیت مورد بررسی قرار‌گرفتند. شرایط بهینه برای تولید پروتئاز در بیوراکتور، مدت زمان 48 ساعت ، دمای °C 35 ، رطوبت داخلی 90%، pH برابر 9، اندازه ذرات cm2-1، میزان تلقیح20 % و رطوبت اولیه 200% برای سینی بالایی و 150 %برای سینی میانی بدست آمد. به منظور افزایش تولید آنزیم ار منابع کربنی و نیتروژنی ساده و پیچیده به عنوان مکمل استفاده شد. 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 با استفاده از پوسته گندم، برای سینی بالایی U/gds 1/1281 و سینی پایینی U/gds 7/1048 بدست آمد. 
تأثیر دما و pH بر فعالیت و پایداری آنزیم تولیدی مورد بررسی قرار گرفت. آنزیم تولیدی در محدوده وسیعی از مقادیر pH فعال بوده و بیشترین میزان فعالیت پروتئاز حاصل از سینی‌های بالا و میانی، در pH برابر 8 حاصل شده‌است. فعالیت نسبی آنزیم در مقادیر pH 9، 10 و 11 به ترتیب 98، 95 و 88% می‌باشد. پروتئاز تولیدی حدود 80% از فعالیت خود را در مقدار pH برابر 13 حفظ کرده‌است. همچنین بررسی نتایج نشان می‌دهد که فعالیت آنزیم تولیدی با افزایش دما افزایش یافته و در دمای C˚65 بیشترین میزان فعالیت پروتئازحاصل شده و پس از آن کاهش یافته است. نتایج نشان داد که پروتئاز تولیدی پایداری خوبی در دامنه وسیعی از مقادیر pH در بازه 4 تا 13 داشته و بیشترین میزان فعالیت در مقدار pH برابر 8 بدست آمد. پایداری پروتئاز تولیدی در بیوراکتور سینی‌دار در مقادیر pH قلیایی بسیار قابل‌توجه بوده بطوریکه آنزیم حاصل از سینی اول و دوم حدود 85% از فعالیت خود را در مقدار pH برابر 13، حفظ کرده‌است. 
نتایج مربوط به پایداری حرارتی آنزیم پس از 30 دقیقه انکوباسیون در دماهای ˚C85-30 نشان داد که پروتئاز تولیدی پایداری بسیار قابل توجهی در محدوده وسیعی از تغییرات دما داشته و بیشترین میزان پایداری در دمای C˚70 بدست آمده‌است. همچنین پروتئاز تولیدی بیش از 80% از فعالیت خود را در دمای C˚80 حفظ کرده‌است. علاوه بر این، پایداری حرارتی پروتئاز در دماهای 70 و ˚C 80 در بازه زمانی 120-15 دقیقه بررسی شد. نتایج نشان‌داد که آنزیم پس از یک ساعت انکوباسیون در دمای C˚70 حدود 90% از فعالیت خود را حفظ کرده است. همچنین پس از دو ساعت انکوباسیون در دماهای مربوطه، پروتئاز تولیدی حدود 70 و 60% از فعالیت اولیه خود را حفظ کرده است. 
بر اساس نتایج موجود در انجام پایان نامه بیوشیمی حاضر، پروتئاز قلیایی حاصل Bacillus.licheniformis PTCC 1595، در بیوراکتور سینی‌دار، نسبت به گزارش‌های موجود در مقالات، پایداری قابل توجهی در دماهای بالا و شرایط قلیایی از خود نشان‌داد و برای کاربردهای صنعتی مناسب می باشد. به همین منظور کاربرد آنزیم تولیدی به عنوان افزودنی به شوینده ها، پردازش چرم و هیدرولیز لایه ژلاتینی فیلم های عکاسی مورد بررسی قرار‌گرفت. نتایج نشان داد که پروتئاز تولیدی در ترکیب با شوینده، عملکرد بسیار بخوبی در حذف لکه‌ها از پارچه دارد. همچنین آنزیم حاصل توانست در مدت زمان 16 ساعت انکوباسیون در دمای اتاق، بخوبی موها را از سطح پوست گاو جدا کند. هیدرولیز لایه ژلاتینی از فیلم‌های عکاسی در دمای C˚50 انجام شد و پروتئاز قلیایی حاصل توانست در زمان 20 دقیقه، لایه ژلاتینی را تجزیه کند. 
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. نتایج نشان‌داد که تولید آنزیم در بیوراکتور بیش از فلاسک بوده و خصوصا در زمان‌های طولانی‌تر، مقدار آنزیم بیشتری قابل دست‌یابی است. همچنین در هر بار راه‌اندازی راکتور، می‌توان تا حدود 1 کیلوگرم سوبسترا را مورد تخمیر قرار داد، که البته با افزایش مقیاس، مقدار سوبسترای مورد استفاده و به تبع آن مقدار پروتئاز تولیدی، افزایش می‌یابد. بر خلاف فلاسک که باتوجه به محدویت‌های موجود تنها می‌توان از چند گرم سوبسترا برای تولید آنزیم استفاده کرد.

پیشنهادها جهت انجام پایان نامه بیوشیمی آتی

با توجه به نتایج گرفته شده در انجام پایان نامه بیوشیمی پیشنهادهایی جهت انجام پایان نامه و رساله دکتری آتی به شرح زیر ارائه می‌گردد:
-    تولید آنزیم پروتئاز در مقیاس پایلوت و صنعتی
-    تولید آنزیم با استفاده از سایر بیوراکتورها در فرآیند تخمیر حالت جامد
-    بررسی سنتیک رشد میکروارگانیسم در بیوراکتور سینی‌دار 
-    بررسی سنتیک تولید آنزیم پروتئاز در بیوراکتور سینی‌دار
-    خالص سازی آنزیم تولیدی

در صورت داشتن هرگونه سوال در ارتباط با نحوه انجام پایان نامه بیوشیمی با ما در ارتباط باشید.