دانشگاه صنعتی امیرکبیر
(پلی تکنیک تهران)
دانشکده مهندسی شیمی
پایان نامه کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی
عنوان
تولید آنزیمی استر 1- بوتیل اولئات با بهره گرفتن از سیستم سلولی قارچ رایزوپوس اوریزا
نگارش
استاد راهنما
دکتر فرزانه وهاب زاده
مهر 1392
برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
چکیده
آنزیم لیپاز کربوکسیلیک استر هیدرولازی است که بر رویتری آسیل گلیسیرول جهت آزاد سازی اسیدهای چرب،گلیسریدها و گلیسیرول عمل میکند. کشف توانایی لیپاز جهت کاتالیز واکنش استریفیکاسیون، فصل گستردهای را در زمینه کاراییهای این آنزیم آغاز کرد. در این مطالعه با آگاهی از توانایی تولید آنزیم لیپاز متصل به غشا سلولی توسط گونه قارچی رایزوپوس اوریزا، منحنی رشد میکروارگانیسم جهت تعیین مدت زمان رشد لگاریتمی و تعیین زمان تولید بهینه آنزیم لیپاز رسم شد. فعالیت سنتزی و آبکافتی برای دو فرم رشد؛ غوطه ور و تثبیت یافته بر پایه سلولزی لوفا، بر حسب مدت زمان رشد محاسبه شد. فعالیت آنزیم متصل به غشا تولیدی توسط گونه تثبیت یافته پس از به حداکثر میزان خود در طول دوره کشت خواهد رسید. سلولهای تثبیت یافته در مدت زمان 48hr جهت کاتالیز واکنش سنز استر 1- بوتیل اولئات ، در سیستم بسته ، در حضور وعدم حضور حلال هگزان استفاده شد. سیستم شامل هگزان با بهبود پارامترهای انتقال جرمی و سنتیکی و بازدهی 86%و جهت ادامه مطالعات انتخاب شد. سپس پارامترهای موثر بر واکنش سنتز استر در حضور حلال نرمال هگزان جهت دستیابی به حداکثر بازده در کمترین زمان، بهینه سازی شد. واکنش تعادلی سنتز استر1- بوتیل اولئات در دمای 37°C و دور 250rpm در حضور حلال نرمال هگزان و 1/5g غربال مولکولی، در نسبت مولی1:1 واکنش دهندهها با غلظت 0/3M به بازدهی بالای %95 رسید. هم چنین با بهره گرفتن از بیوکاتالیست برای 20 دوره متوالی افت بازده کمتر از 10% مشاهده شد.
واژههای کلیدی:
قارچ رایزوپوس اوریزا- آنزیم لیپاز- لوفا- استر 1- بوتیل اولئات- بهینه سازی شرایط واکنش
فهرست عناوین | صفحه |
مروری بر مفاهیم و مطالعات انجام شده 7
2.4 تفاوت آنزیم لیپاز و کربوکسیل استراز. 11
2.5 علل افزایش توجه محققان به آنزیم لیپاز. 11
2.7.1 خاصیت ساختاری (حضور درپوش بر جایگاه فعال) 14
2.7.4 مقاومت در برابر افزایش دما و تغییرات(pH) 19
2.8.1 منابع تولید آنزیم لیپاز. 20
2.8.2 مقایسه لیپازهای باکتریایی و قارچی و کاربردهای آنها 22
2.8.3 لیپازهای قارچهای رشتهای… 23
2.8.5 رشد میکروارگانیسم و القا آنزیم.. 26
2.9.1 مقایسه مزایا و معایب تثبیت آنزیم و سلول.. 27
2.9.2 کاربری آنزیم یا سلول تثبیت یافته. 29
2.9.4 انتخاب نگاهدارنده و روش به منظور تثبیت سلولی… 36
2.9.5 مکانیسم تراوشی و جایگاه لیپاز در سلولی قارچ رایزوپوس اوریزا و اثر تثبیت بر تراوش آن 42
2.10 روشهای سنجش فعالیت آنزیم لیپاز. 45
2.10.1 روشهای سنجش فعالیت آبکافت آنزیم لیپاز. 45
2.10.2 روشهای سنجش فعالیت سنتزی آنزیم لیپاز. 46
2.11 کاربردهای آنزیم لیپاز. 47
2.12.1 پارامترهای موثر بر پیشرفت واکنش سنتز استر. 51
2.12.2 سنتز استر 1-بوتیل اولئات… 54
3.2 وسایل و دستگاههای مورد استفاده. 64
3.4.1 کشت جامد میکروارگانیسم.. 66
3.4.2 تولید محلول اسپور قارچ.. 66
3.4.3 کشت مایع میکروارگانیسم.. 68
3.5 تهیه بیوکاتالیست سلولی… 68
3.5.1 اسفنج لوفا به عنوان نگاهدارنده سلولی… 68
3.5.2 تثبیت قارچ رایزوپوس اوریزا و تهیه بیوکاتالیست… 68
3.5.3 تعیین میزان آب بیوکاتالیست سلولی… 70
3.6 رسم منحنی رشد میکروارگانیسم رایزوپوس اوریزا به فرم آزاد. 70
3.7 فعال سازی غربالهای مولکولی… 71
3.8 روش کدورت سنجی سنجش اسیدهای چرب آزاد. 71
3.8.1 تهیه محلول معرف استات مس- پیریدین… 72
3.8.2 رسم منحنی استاندارد جذب اسید چرب آزاد جهت سنجش فعالیت استریفیکاسیون 72
3.9 سنجش فعالیت ویژه آنزیم.. 73
3.9.1 فعالیت سنتزی سیستم آنزیمی(بیوکاتالیست سلولی)-تولید استر. 74
3.9.2 فعالیت آبکافتی سیستم آنزیمی(بیوکاتالیست سلولی) 75
3.10 واکنش سنتز استر 1-بوتیل اولئات… 75
3.10.1 آنالیز جهت تعیین پیشرفت واکنش….. 76
3.10.2 آنالیز محصول تولیدی به روش کروماتوگرافی گازی- اسپکتروسکپی جرمی… 76
3.11 انتخاب سیستم واکنشی سنتز استر1-بوتیل اولئات در حضور و عدم حضور حلال.. 77
3.11.1 سنتز استر 1- بوتیل اولئات در حضور حلال هگزان.. 77
3.11.2 سنتز استر 1- بوتیل اولئات در عدم حضور حلال.. 78
3.12 بهینه سازی شرایط واکنش سنتز استر1-بوتیل اولئات در حضور حلال هگزان.. 81
3.12.1 بررسی اثر نسبت مولی حلال به سوبسترا بر بازدهی و سرعت واکنش….. 81
3.12.2 بررسی اثر افزایش غلظت سوبسترا الکلی… 81
3.12.4 بررسی اثر غلظت کاتالیست بر بازدهی و سرعت اولیه واکنش….. 82
3.12.1 بررسی اثر حذف آب بر بازده واکنش….. 83
3.12.2 بررسی تغییرات بازده در استفاده پیدرپی از بیوکاتالیست سلولی… 83
4.1 منحنی رشد رایزوپوس اوریزا 85
4.2 بررسی و مقایسه فعالیت بیوکاتالیست سلولی به فرم آزاد و تثبیت یافته. 86
4.2.1 فعالیت آبکافتی سیستم آنزیمی (بیوکاتالیست سلولی) 86
4.2.2 فعالیت سنتزی سیستم آنزیمی (بیوکاتالیست سلولی)- تولید استر. 88
4.3 انتخاب سیستم واکنشی سنتز استر1-بوتیل اولئات در حضور و عدم حضور حلال.. 89
4.3.1 سنتز استر 1-بوتیل اولئات در حضور حلال هگزان.. 89
4.3.2 سنتز استر 1-بوتیل اولئات در عدم حضور حلال.. 91
4.3.3 مقایسه پارامتر انتقال جرم درونی قطعه لوفا در حضور و عدم حضور حلال.. 92
4.4 بهینه سازی شرایط واکنش سنتز استر1-بوتیل اولئات در حضور حلال هگزان.. 97
4.4.1 بررسی اثر نسبت مولی حلال به سوبسترا بر بازدهی و سرعت واکنش….. 97
4.4.2 بررسی اثر غلظت کاتالیست بر بازدهی و سرعت اولیه واکنش….. 99
4.4.3 بررسی اثر افزایش غلظت سوبسترا الکلی… 100
4.4.4 بررسی اثر افزایش غلظت سوبسترا اسیدی… 101
4.4.5 بررسی اثر حذف آب بر بازده واکنش….. 103
4.4.6 بررسی تغییرات بازده در استفاده پیدرپی از بیوکاتالیست سلولی… 105
5.2 پیشنهادات جهت مطالعات آتی… 111
فهرست اشکال | صفحه |
شکل 2‑1- اثر کاتالیست بر انرژی مورد نیاز جهت آغاز واکنش….. 8
شکل 2‑2- نمایش جایگاه فعال آنزیم و نحوه انجام واکنش کاتالیستی… 9
شکل 2‑3- جایگاه آنزیم لیپاز بر اساس طبقه بندی (IUBMB) 10
شکل 2‑4- شماتیک واکنش تعادلی هدرولیز(از سمت چپ) استریفیکاسیون (از سمت راست) در حضور لیپاز. 13
شکل 2‑6-شماتیکی از عملکرد آنزیم های غیرگزینشی مکانی[19]. 17
شکل 2‑7- دیاگرام روشهای جداسازی آنزیم برون سلولی و درون سلولی از سلول و محیط کشت[25]. 25
شکل 2‑8- دسته بندی روشهای تثبیت سلولی[37]. 30
شکل 2‑9-نمایی از تثبیت به روش جذب سطحی[36]. 31
شکل 2‑10-تثبیت به روش کوالانسی[36]. 32
شکل 2‑11-به دام انداختن در شبکه متخلخل [36]. 33
شکل 2‑12- کپسوله کردن سلول ها 34
شکل 2‑13- روش تثبیت با بهره گرفتن از اتصالات جانبی[36]. 34
شکل 2‑14- تجمع طبیعی سلول ها[36]. 35
شکل 2‑15 –شکل سمت چپ گیاه لوفا،شکل وسط میوه خشک شده گیاه،شکل سمت راست نمای داخلی لوفا[41]. 40
شکل 2‑18- شکل A – تولید لیپاز در کشت سلول به فرم آزاد ، شکل B به فرم تثبیت یافته[5]. 44
شکل 2‑19- شماتیک ژن کامل لیپاز و شکست آن به ژن آنزیم31 ROL و34 ROL [5]. 44
شکل 2‑20- واکنش کندانسیشن اسید و الکل در حضور کاتالیست اسیدی و یا آنزیمی… 49
شکل 2‑21- استر 1-بوتیل اولئات… 54
شکل 2‑22-شماتیک نقطه ابری لحظه تشکیل کریستال های جامد.. 57
شکل 2‑23-نقطه گرفتگی فیلتر ضخیم شدن و تجمع کریستال های جامد.. 58
شکل 2‑24- نقطه ریزش ایجاد کریستال های فشرده و تشکیل ژل.. 58
شکل 2‑25- حضور روان ساز در ترکیب پلیمری سبب بهبود انعطاف پذیری آن می شود[78]. 60
شکل 2‑26- شماتیک از حضور مولکول روان ساز در ترکیب پلیمری… 61
شکل 3‑3- دیاگرام روش شمارش اسپور با بهره گرفتن از لام نئوبار[82]. 67
شکل 3‑5-قطعات لوفا 1/5cm بریده شده به فرم دیسکی… 68
شکل 3‑7-کشت 120 ساعت رایزوپوس اوریزا 70
شکل 3‑8- غربال مولکولی 3A با دانه های 2mm… 71
شکل 3‑10- طیف رنگی حاصل از ترکیب اولئیک اسید با استات مس-پیریدین… 73
شکل 3‑11- منحنی استاندارد جذب اسید چرب آزاد به روش مرجع[52]. 73
شکل 4‑2- مقایسه فعالیت آبکافت درون سلولی فرم تثبیت یافته و آزاد سلول قارچی رایزوپوس اوریزا 87
شکل 4‑3- مقایسه فعالیت آبکافت خارج سلولی فرم تثبیت یافته و آزاد سلول قارچی رایزوپوس…. 87
شکل 4‑4-مقایسه فعالیت سنتز درون سلولی فرم تثبیت یافته و آزاد قارچ رایزوپوس اوریزا 89
شکل 4‑8-سرعت اولیه واکنش سنتز استر در برابر دما در غلظت0/3Mو دور 250 rpm در حضور دو قطعه لوفا 95
شکل 4‑15- بررسی اثر اضافه کردن جاذب بر بازده واکنش در حضور حلال با نسبت 1:1 سوبسترا 103
فهرست جداول | صفحه |
جدول 2‑1-مقایسه خواص آنزیم لیپاز و استراز[14]. 11
جدول 2‑2- مزایا و معایب روشهای تثبیت[38]. 36
جدول 2‑3 – نکات قابل ملاحظه در انتخاب نگاه دارنده[37]. 36
جدول 2‑4- خواص فیزیکی برخی از پایههای نگه دارنده استفاده شده جهت تثبیت سلول[39]. 39
جدول 2‑5- جدول 2‑6-کاربردهای صنعتی آنزیم لیپاز به تفکیک نوع صنعت[18]. 48
جدول 3‑1- مواد شیمیایی مورد استفاده در آزمایشها 63
جدول 3‑2- مشخصات میکروارگانیسم.. 65
جدول 4‑1- مقایسه فعالیت بیوکاتالیست سلولی به فرم آزاد و تثبیت یافته. 88
جدول 4‑2- مقایسه ضریب تاثیر انتقال جرم در حضور حلال و عدم حضور حلال.. 92
فهرست علائم |
علائم لاتین
RWMT | سرعت واکنش در حضور محدودیتهای انتقال جرمی | |
RWOMT | سرعت واکنش در عدم حضور محدودیتهای انتقال جرمی | |
pH | اسیدیته | |
M | مولار | |
mol | مول | |
rpm | دور بر دقیقه | |
hr | ساعت | |
min | دقیقه | |
s | ثانیه | |
L | لیتر | |
mbar | میلی بار | |
cm | سانتی متر | |
mm | میلی متر | |
nm | نانومتر | |
A | آنگستروم | |
g | گرم | |
mg | میلی گرم | |
U | واحد فعالیت آنزیم | |
˚C | درجه سلسیوس |
علائم یونانی
µ | میکرو | |
ɳ | ضریب تاثیر انتقال جرم |
زیرنویسها
WMT | در حضور محدودیتهای انتقال جرمی | |
WOMT | در عدم حضور محدودیتهای انتقال جرمی |
علائم اختصاری
EC | Enzyme Commision | |
PVC | polyvinyl chloride | |
DNA | DeoxyriboNucleic Acid | |
Psi | Pounds per square inch | |
U | Unit | |
Ser | Serine | |
His | Histidine | |
Glu | Glutamic acid | |
Asp | Aspartic acid | |
CP | Cloud Point | |
PP | Pour Point | |
CFPP | Cold Filter Plugging point | |
LTFT | Low Temprature Flow Test | |
CN | Cetane Number | |
ASTM | American Society for Testing and Materials | |
EMC | Enzyme Modified Cheese | |
RWMT | Rate With Mass Transfear | |
RWOMT | Rate Without Mass Transfear | |
PSI | Positional Specifity Index | |
IUBMB | International Union of Biochemistry and Molecular Biology | |
GC/Mass | Gass Chromotography/Mass Spectroscopy | |
GC | Gass Chromotography | |
TLC | Thin Layer Chromotography | |
HPLC | High performance Liquid Chromotography | |
ImC | Immobilized Cell | |
FrC | Free Cell | |
FFA | Free Fatty Acid |
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
تعداد صفحه : 158
قیمت :14700 تومان
بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد
و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.
پشتیبانی سایت : asa.goharii@gmail.com
در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.
در صورتیکه با پرداخت آنلاین مشکلی دارید می توانید مبلغ مربوط به هر فایل را به شماره کارت 6037991199500590 به نام خيريه محک واريز کرده و تصوير پرداختي و عنوان فايل درخواستي را به ایمیل asa.gohari@gmail.com
ارسال کرده تا فايل برایتان ارسال شود.