Zeitschrift für mikrobielle und biochemische Technologie

Abstrakt

Optimierung der Gesamt-Carotinoid-Produktion durch Halorubrum Sp. TBZ126 unter Verwendung der Response Surface Methodology

Masoud Hamidi, Malik Zainul Abdin, Hossein Nazemyieh, Mohammad Amin Hejazi und Mohammad Saeid Hejazi

Carotinoide sind eine der vielfältigsten und am weitesten verbreiteten Pigmentklassen in der Natur mit zahlreichen biotechnologischen Anwendungen. Carotinoide haben ein breites Funktionsspektrum, insbesondere im Hinblick auf die menschliche Gesundheit und ihre Rolle als biologische Antioxidantien. Die steigende Nachfrage nach natürlichen Carotinoiden hat das Interesse an ihrer Bioproduktion geweckt. Ziel der vorliegenden Studie war die Analyse von Umweltfaktoren (Temperatur, pH-Wert und Salzgehalt) auf die Gesamtcarotinoidproduktion von Halorubrum sp. TBZ126 mittels der Response Surface Methodology (RSM). Zusätzlich wurde die Wirkung von Licht untersucht. Basierend auf dem Central Composite Design (CCD) und RSM wurden fünf Temperatur-, pH- und Salzgehaltsstufen ausgewählt, um optimale Werte für das Zellwachstum und die Carotinoidproduktion zu erreichen. Die Bioproduktion wurde in einem Orbitalschüttler mit einem 10 % (v/v) Inokulum und einer Bewegung bei 120 U/min 9 Tage lang in einer unbeleuchteten Umgebung durchgeführt. Das Trockenzellgewicht wurde bestimmt und der Gesamtcarotinoidgehalt mit einem Spektralphotometer geschätzt. Die Biomasseproduktion lag zwischen 0,04 und 0,84 g/l und der Gesamtcarotinoidgehalt zwischen 0,15 und 10,78 mg/l. Die optimalen Bedingungen für Zellwachstum und Gesamtcarotinoidproduktion in Halorubrum sp. TBZ126-Kulturen waren eine Temperatur von 31ºC und 32ºC, ein pH-Wert von 7,51 und 7,94 und ein NaCl-Gehalt (Gew./Vol.) von 18,33 % bzw. 20,55 %. Abschließend lässt sich sagen, dass durch die Verwendung des RSM-Designs und unter Licht als induzierendem Faktor die Carotinoidproduktion durch Halorubrum sp. TBZ126 auf etwa 145 % gesteigert werden konnte. Außerdem konnte TBZ126 Carotinoide bei geringeren NaCl-Konzentrationen (bis zu 2,5 %) und in Abwesenheit von Natriumacetat produzieren, ohne die Magnesiumsulfatkonzentration zu erhöhen.