1-3-2-1 ريبوفلاوين 6
1-3-2-2 کانتاگزانتين 6
1-3-2-3 کارتنوئيدها 6
1-3-2-4 پروديجيوسين 7
1-3-2-5 فيکوسيانين 7
1-3-2-6 ويولاسئين 7
1-3-2-7 آستاگزانتين 7
1-3-3 فاکتورهاي موثر در توليد پيگمان ميکروبي 8
1-3-3-1 دما 8
1-3-3-2 PH 8
1-3-3-3 منبع کربن 8
1-3-3-4 منبع نيتروژن 8
1-3-3-5 نوع تخمير 8
1-3-3-6 مواد معدني 8
1-3-4 پايداري پيگمان هاي ميکروبي 9
1-3-5 ميکروب هاي مولد پيگمان 9
1-3-5-1 باکتري ها 9
1-3-5-2 قارچ ها 10
1-3-5-3 گلسنگ ها 11
1-3-5-4 مخمرها 11
1-3-5-5 جلبک ها 11
1-3-6 کاربردهاي پيگمان هاي ميکروبي 12
1-3-6-1 داروسازي 12
1-3-6-2 مواد غذايي 14
1-3-6-3 پزشکي 14
1-3-6-4 ديگر کاربردها 15
1-4- تعريف SPF 15
1-4-1 ضريب يا عيار حفاظتي 18
1-4-2 حداقل مقدار اشعه ماورا بنفش ايجاد کننده قرمزي پوست (MED) 18
1-4-3 ضريب ياعيار حفاظتي ميانگين 19
1-4-4 ضريب يا عيار حفاظتي برچسب 19
1-4-5 ضريب حفاظتي آزمون شده (TEST) 19
1-5- کاربرد و مزاياي کرمهاي ضد آفتاب 19
فصل دوم: ادبيات و پيشينه تحقيق
2-1- پيشينه تحقيقات انجام شده 22
فصل سوم: مواد و روش ها
3-1- تجهيزات و مواد مورد نياز 27
3-1-1 تجهيزات دستگاهي 27
3-2- مواد 28
3-3- اجزاء محيط هاي کشت مورد استفاده و روش هاي تهيه آنها 28
3-3-1 محيط کشت TSA 28
3-3-2 محيط کشت WATER AGAR 29
3-3-3 محيط کشت PDA 29

3-3-4 محيط کشت YGC(YEAST EXTRACT CHLORAMPHENICOL AGAR) 29
3-4- نمونه گيري 29
3-4-1 نمونه گيري از هوا و کشت نمونه 29
3-4-2 نمونه گيري از خاک و کشت نمونه 30
3-4-3 نمونه گيري از آب و کشت نمونه 30
3-4-4 نمونه هاي گرفته شده از سطح برگ و گل و کشت آنها 31
3-4-5 نمونه برداري از گلسنگ هاي استان کرمان 31
3-5- خالص سازي باکتري ها و قارچ هاي جدا سازي شده در مراحل غربالگري 31
3-6- نگهداري سويه هاي قارچي و باکتريايي 31
3-6-1 نگهداري کوتاه مدت 31
3-6-2 نگهداري طولاني مدت جدايه هاي قارچي و باکتريايي 31
3-7- ارزيابي توليد پيگمان توسط جدايه ها 32
3-7-1 جدايه هاي قارچي 32
3-7-2 جدايه هاي باکتريايي 32
3-8- استخراج پيگمان از توده هاي زيستي مورد مطالعه بدست آمده در مرحله غربالگري 32
3-9- آماده سازي محلولي از پيگمانهاي تهيه شده براي تهيه طيف اسپکتروفتومتريمورد نظر براي آناليزهاي دستگاهي 33
3-10- خشک کردن پيگمان هاي محلول 34
3-10-1 خشک کردن در انجماد و سرما (ليوفيليزاسيون) 34
3-10-2 خشک کردن در دماي محيط 34
3-11- ارزيابي جذب اشعه ماوراءبنفش توسط محلول هاي رنگي تهيه شده از پيگمان هاي بدست آمده در مرحله غربالگري 35
3-11-1 محاسبه فاکتور محافظت در مقابل اشعه ماوراء بنفش(SPF) 35
3-12- شناسايي جدايه هاي قارچي مولد پيگمان هاي داراي توانايي جذب حداکثر اشعه ماوراء بنفش 36
3-12-1 گسترش مرطوب (WET PREPARATION) 37
3-12-2 تکنيک چسب نواري شفاف 37
3-12-3 تکنيک کشت روي لام (اسلايد کالچر) 37
3-13- تعيين هويت بيوشيميايي سويه باکتريايي مورد نظر 38
3-14- تعيين هويت مولکولي سويه باکتريايي و قارچي مورد نظر 38
فصل چهارم: نتايج يافته هاي تحقيق
4-1- نتايج کشت نمونه هاي هوا 40
4-2- نتايج کشت نمونه هاي خاک 42
4-3- نتايج کشت نمونه هاي آب 43
4-4- نتايج کشت نمونه هاي گرفته شده از سطح برگ و گل 44
4-5- نتايج خالص سازي باکتري ها و قارچ هاي جدا سازي شده در مرحله غربالگري 45
4-6- ارزيابي موثر بودن روش هاي نگهداري سويه هاي بدست آمده در مرحله غربالگري در زنده ماندن جدايه هاي مورد نظر 46
4-7- نتايج ارزيابي روش هاي ميکروسکوپي در شناسايي جدايه هاي قارچي 46
4-8- نتايج ارزيابي هاي بيوشيميايي در جدايه باکتريايي مورد نظر 51
4-9- نتايج ارزيابي ملکولي جدايه باکتري هاي مورد نظر 51
4-10- نتايج ارزيابي توليد پيگمان توسط جدايه ها 52
4-11- نتايج آماده سازي پيگمان هاي مورد نظر براي اندازه گيري توانايي جذب اشعة U.V (تعيين فاکتور SPF) 52
4-12- نتايج خشک کردن نمونه ها در روش هاي خشک کردن در انجماد (ليوفيليزاسيون) و تبخير در دماي 37 درجه سانتي گراد 52
4-13- نتايج استخراج پيگمان از تودههاي زيستي جدايه هاي بدست آمده در مرحله غربالگري 54
4-14- ارزيابي تعيين فاکتور SPF پيگمانهاي مورد نظر 57
فصل پنجم: بحث و پيشنهادات
5-1- بحث 59
5-2- پيشنهادات 63
منابع و مآخذ 64
فهرست منابع فارسي 64
فهرست منابع انگليسي 65
چکيده انگليسي 71
فهرست جداول
عنوان شماره صفحه
جدول 1-1: اسامي برخي از باکتري هاي مولد پيگمان 9
جدول 1-2: اسامي برخي از قارچ هاي مولد پيگمان 10
جدول 1-3: برخي ازگلسنگ هاي مولد پيگمان 11
جدول 1-4: اسامي برخي از مخمرهاي مولد پيگمان 11
جدول 1-5: اسامي برخي از جلبک هاي مولد پيگمان 11
جدول 3-1: تجهيزات دستگاهي 27
جدول 3-2: استخراج پيگمان با استفاده از حلال هاي مختلف 33
جدول 3-3: عملکرد محصول نرمال مورد استفاده درمحاسبهSPF 36
جدول 3-4: شناساييجدايههاي قارچي مولدپيگمانهاي داراي تواناييجذب حداکثراشعه ماوراءبنفش 36
جدول 4-1: نتايج کشت نمونه هاي باکتري از هوا 40
جدول 4-2: نتايج کشت نمونه هاي قارچي از هوا 42
جدول 4-3: نتايج کشت نمونه هاي باکتري از خاک 42
جدول 4-4: نتايج کشت نمونه هاي قارچي از خاک 43
جدول 4-5 : نتايج کشت نمونه هاي باکتري از آب 43
جدول 4- 6: نتايج کشت نمونه هاي قارچي از آب 44
جدول 4- 7: نتايج کشت نمونه هاي باکتريايي از سطح برگ و گل 45
جدول 3-5: تست تعيين هويت بيوشيميايي سويه باکتريايي مورد نظر 51
جدول 4-8: نتايج استخراج پيگمان باکتري ها ازحلال هاي مختلف 54
جدول 4-8: نتايج استخراج پيگمان باکتري ها ازحلال هاي مختلف 56
جدول 4-9: تعيين فاکتور SPF پيگمان هاي ميکروبي مورد نظر 57
فهرست شکل ها
عنوان شماره صفحه
شکل 3-1: دستگاه ليوفيليزه جهت خشک کردن پيگمان هاي ميکروبي 34
شکل 4-1: کشت نمونه هاي باکتري از هوا 41
شکل 4-2: خالص سازي قارچ ها 43
شکل 4-3: کشت نمونه هاي باکتري از آب 44
شکل 4-4: کشت نمونه هاي باکتري از محيط برگ و گل 45
شکل 4-5: گونه اي از قارچ آسپرژيلوس (قارچ 24) 46
شکل 4-6: تصوير ميکروسکوپي از گونه اي آسپرژيلوس (قارچ 24) با بزرگنمايي 400 47
شکل 4-7: گونه اي از قارچ آسپرژيلوس (قارچ 11) 47
شکل 4-8: تصوير ميکروسکوپي از گونه اي آسپرژيلوس (قارچ 11) با بزرگنمايي 400 48
شکل 4-9: گونه اي از قارچ پني سيليوم (قارچ 28) 48
شکل 4-10: تصويرهاي ميکروسکوپي از گونه اي پني سيليوم (قارچ28) با بزرگنمايي 400 49
شکل 4-11: گونه اي از قارچ اپي کوکوم (قارچ 29) 49
شکل 4-15: تصوير ميکروسکوپي از گونه اي قارچ اپي کوکوم (قارچ 29) با بزرگنمايي 400 50
شکل 4-16: گونه اي از کلادوسپوريوم (قارچ 15) 50
شکل 4-17: تصوير ميکروسکوپي از گونه اي قارچ کلادوسپوريوم (قارچ 15) با بزرگنمايي 400 51
شکل 4-18: پيگمان هاي مورد نظر براي اندازه گيري توانايي جذب اشعة U.V(تعيين فاکتور SPF) 52
شکل 4-19: پيگمان خشک حاصل از باکتري 31 53
شکل 4-20 : پيگمان خشک حاصل از قارچ24 53
شکل 4-21 :پيگمان هاي خشک حاصل از نمونه هاي (ميکروارگانيسم هاي )مورد نظر 53

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

چکيده
بيشترين پيگمانهاي طبيعي امروزه از گياهان و جانوران استخراج ميشوند. امروزه توجه محققان به پيگمانهاي ميکروبي معطوف شده است، زيرا اين دست از پيگمانها طبيعي بوده و کاربردهاي دارويي، صنعتي، غذايي و آرايشي بهداشتي دارند. توليد پيگمان توسط ميکروارگانيسمها نسبت به منابع ديگر با اهميت بوده زيرا ميکروارگانيسمها رشد سريع داشته، استخراج رنگدانه از آنها راحتتر بوده، توليد آنها وابستگي به شرايط جوي و خصوصيات جغرافيايي نداشته و همچنين از تنوع بالايي برخوردار بوده و توليد آنها قابل کنترل بوده و محصول نهايي آنها نيز قابل پيش بيني است. هدف از پروژه حاضر ارزيابي برون تني جذب اشعه ماوراي بنفش پيگمانهاي ميکروبي و تعيينSPF آنها بوده است در اين مطالعه پيگمانهاي استخراج شده از گلسنگ توسط آمونياک و پيگمانهاي ميکروبهاي بدست آمده در مرحله غربالگري توسط حلالهاي آب، DMSO بعد از جداسازي و خشک کردن در حلالهاي مورد نظر حل شده و در 3 غلظت مختلف جذب آنها در طول موجهاي بين محدوده 200 تا 700 نانومتر توسط دستگاه اسپکتروفتومتر قرائت و فاکتور محافظت از نور خورشيد (SPF) در خصوص آنها محاسبه گرديد نتايج نشان ميدهد که در بين نمونههاي مورد مطالعه پنج کپک، سه گلسنگ و يک باکتري در جذب uv کارايي خوبي داشته و از بين آنها يک باکتري و 2 کپک داراي فاکتور SPF به ترتيب 7، 272 و 140 بوده که متعلق به جنسهاي باسيل گرم منفي غيرتخميري (عدم تعيين هويت) و پني سيليوم و آسپرژيلوس بودهاند.
واژه هاي کليدي: (SPF)فاکتور محافظت از خورشي، پيگمان هاي ميکروبي، پرتو UV)) ماوراي بنفش
فصل اول:
کليات تحقيق
1-1- مقدمه
علم بيوتکنولوژي، مجموعهاي از متون و روشها است که براي توليد، تغيير و اصلاح فرآوردهها، به نژادي گياهان و جانوران و توليد ميکروارگانيسمها براي کاربردهاي ويژه از ارگانيسمهاي زنده استفاده ميشود. کاربرد بيوتکنولوژي در پزشکي به وسعت علم پزشکي بوده و حتي اين علم با سرعت روز افزون به وسعت و دامنه علم پزشکي ميافزايد. از مهمترين کاربردهاي بيوتکنولوژي در پزشکي ميتوان به موارد تأثير دگرگون بخش در امر درمان بيماريهاي عفوني، ژنتيکي، سوء تغذيه و متابوليسم و نازائي، پزشکي قانوني و تأثير دگرگون بخش در پزشکي زيبايي اشاره کرد (ملک زاده 1380، 75).
باکتريهاي پيگمان دار از جمله باکتريهايي هستند که قادر به سنتز پيگمان بعنوان يک متابوليت ثانويه ميباشند. در مقايسه با سويههاي بدون پيگمان خود، تفاوتهايي را از نظر مقاومت نسبت به عوامل فيزيکي و شيميايي از خود نشان ميدهند. بسياري از رنگدانههايي که امروزه در روند توليد مواد غذايي، مواد رنگي، آرايشي بکار مي- روند، گرايشي جهاني نسبت به توليد رنگدانه از منابع طبيعي ايجاد شده است. رنگدانههاي طبيعي از دو منبع مهم گياهان و ميکروارگانيسمها حاصل ميشوند. توليد رنگدانه توسط ميکروارگانيسمها نسبت به منابع ديگر بسيار اهميت دارد زيرا ميکروارگانيسمها با رشد سريع، بازدهي بالاتر و استخراج راحتتر، عدم وابستگي به شرايط جوي و گستردگي تنوع رنگ بيشتر نسبت به ساير منابع زيستي داراي مزاياي بيشتري است. در اين تحقيق اثرجذب اشعه ماوراي بنفش پيگمانهاي ميکروارگانيسمها که مي توانند در فرآوردههاي ضدآفتاب کاربرد داشته باشد مورد بررسي قرار گرفته است (Joshi 2003, 1302-1306).
فرآوردههاي ضد آفتاب حاوي ترکيباتي هستند که از پوست در برابر اشعه مضر آفتاب (بعنوان مثال اشعه UV) حفاظت ميکند.
سه نوع تابش UV خورشيد وجود دارد:
الف-UVA: تابش اشعهي فرابنفش با طول موج nm400-320 که شامل 2 نوع ميباشد: UVA1 (nm 400تا340) و UVA2 (nm 340 تا 320) که از سطح فوقاني پوست (تا سطح درم) نفوذ ميکند و نتيجه آن آسيب رساندن به لايههاي زيرين پوست ميباشد. اين تابش سبب پيري زودرس پوست، زبر شدن، لکه دار شدن، فرو رفتگي، چين و چروک پوست شده و در پيشرفت سرطان پوست سهيم است.
ب- UVB: تابش اشعه ماوراي بنفش با طول موج nm 320 تا 290 که تنها تا قسمت اپيدرم نفوذ ميکند و سبب سوختگي و سرطان پوست ميگردد و پيک آن از بخش پاياني صبح تا اواسط بعد از ظهر ميباشد. تابش UVB مانع از فعاليت RNA , DNA و سنتز پروتئين ميگردد و موجب ظهور آثاري از قبيل التهاب، قرمز شدن و سوختگي پوست ميشود. از طول موجهاي بالاتر از nm 310 باعث تيره شدن رنگدانهها ميگردد.
ج- UVC: تابش فرابنفش در محدوده طول موج nm 290 تا 200 که توسط لايه ازون بلوکه ميشود و به سطح زمين نميرسد. اين بخش از تابش UVمورد توجه سازندگان فرآوردههاي ضد آفتاب نميباشد (Burmeister and Brooks 1996, 49-53)،(Francis, Mark et al. 1998, 243-256)،(Holloway 1992, 229-234; Hemminki and Dong 2000, 647-651; Jansen 2001, 1012-1023; Robinson 2005, 1541-1543; Hader and Kumar et al. 2007, 267-285; Narayanan and Rao et al. 2010, 978-986).
تنها پرتوهاي UVB , UVAهستند که به استراتوسفر ازون نفوذ ميکنند و به سطح زمين ميرسند. بيش از 95% از اين پرتوها در رديف UVA قرار دارند، هدف اغلب ضد آفتابها اين پرتوها هستند.
با وجود اين پرتوهاي UVBبيشترين سرطان زايي را بر سلولهاي پوستي دارند. ميزان مواجهه با UVA سالنها و تختها برنزه سازي بيشتر از مقداري است که از نور طبيعي خورشيد ساطع ميشود. شيشههاي معمولي مانع ورود UVB ميشود ولي تنها 50% از تابش UVA را غربال ميکند. پوشش ابر، تنها به ميزان 40% – 20% حفاظت در مقابل تابش UV ايجاد ميکند به همين دليل است که توصيه ميشود حتي در روزهاي ابري در خارج از منزل از ضد آفتاب استفاده شود. اشعه UVB در 65% از همه سرطانهاي پوست نقش دارد(Beasley and Meyer 2010, 413-421) (Arora and Attwood 2009, 703-712; Narayanan, Rao et al. 2010, 978-986)
هر سال حدود يک ميليون نفر تشخيص داده شده که مبتلا به سرطان پوست هستند و حدود 10.000 نفر ملانوم بدخيم پوستي دارند. بيشترين سرطان پوست در نقاط مختلف بدن در اثر مواجهه با آفتاب مانند به صورت، گردن، سر و پشت دستها ميباشد. اثرات مضر تابش خورشيدي عمدتاً از منطقهي اشعه ماوراي بنفش (UV) ميباشد (SAX 2000, 48-50; Hawk, Young et al. 2004).
محافظت از آفتاب در هر سني خطر کراتوز اکتينيک و سرطان سلول سنگ فرشي و پيشرفت تغييرات سني مرتبط با نور را کاهش ميدهد (Stulberg 2003, 1955-1960)، (Stern 2004, 1526-1534) و(Mcintyre 2007, 667-671).
در کانادا نور خورشيد آنقدر قوي است که باعث تشديد پيري زودرس در پوست و ايجاد سرطان پوست ميشود. پرتوهاي ماوراي بنفش ميتوانند از ابرها، مه، گرد و غبار عبور کنند. آب و شن و ماسه، سيمان و مخصوصاً برف ميتوانند پرتوهاي سوزاننده آفتاب را منعکس کنند و حتي افزايش دهند. اين بدان معني است که در زمستان هم نياز به محافظت در برابر آفتاب داريم.
امروزه احتمال ابتلا به سرطان پوست بسيار بيشتر از آن چيزي است که 20 سال پيش بود. دليل اصلي نحوه زندگي ما در خارج از خانه و صرف زمان بيشتر در بيرون ميباشد. امروزه در معرض پرتوهاي ماوراي بنفش نسبتاً قويتر قرار داريم چون لايه محافظتي اوزون که گرداگرد زمين را فرا گرفته است بخاطر اثرات آلايندهها و مواد شيميايي نازک ترشده است. تعداد مبتلايان به سرطان پوست رو به افزايش است. اين تعداد از سال 1990 تاکنون حدود 66% افزايش داشته است. لازم به ذکر است که محدودهUVC با توجه به تخريب لايه اوزون در برخي مناطق نيز از اهميت ويژه اي برخوردار است(Hawk, Young et al. 2004)، (Narayanan Rao et al. 2010, 978-986) ، (Arora and Attwood 2009, 703-712) و (SAX 2000, 48-50).
1-2- هدف از انجام اين تحقيق
– غربالگري ميکروبهاي هوازي مزوفيل (هتروتروف) مولد پيگمان از نمونههاي مختلف محيطي و غذايي.
– استخراج پيگمانهاي ميکروبي با حلالهاي مختلف.
– ارزيابي جذب نور ماوراء بنفش (با تمرکز روي UVB , UVA)
– تعيين SPFپيگمانهاي مورد نظر با روش برون تني

1-3- پيگمانهاي ميکروبي
1-3-1 تعريف پيگمانهاي ميکروبي
ميکروارگانيسمها پيگمانهاي مختلفي را توليد ميکنند بعنوان مثال ميتوان به کارتنوئيدها1، ملانينها2، فلاوينها3، کوئيننها4 و پروديجيوسينها5 و بسياري از موناسينهاي اختصاصي، ويولاسئينها6 يا اينديگو اشاره نمود (Joshi 2003, 362-369) .
1-3-2 تقسيم بندي پيگمانها
پيگمانها در دسته آلي / غير آلي يا طبيعي / سنتزي تقسيم بندي ميشوند. پيگمانهاي زيستي ميتوانند براساس پيوستگي ساختار و واکنشهاي طبيعي تقسيم بندي شوند (Malik 2012, 361-365).
1-3-2-1 ريبوفلاوين7
ريبوفلاوين يک ويتامين زرد رنگ محلول در آب است که توسط تعداد زيادي از ميکروارگانيسمها توليد ميشود. اکنون توليد ريبوفلاوين بوسيله مراحل تجاري بيوتکنولوژي با استفاده از آسکوميستها اشبياگوسيپي8 قارچ رشتهاي کانديدا فاماتا 9 يا باکتري باسيلوس سوبتيليس10جايگزين سنتز شيميايي که در گذشته استفاده ميشد، قرار گرفت. ريبوفلاوين در غذاهاي کودک، غلات، صبحانه، پاستا، سسها، مراحل توليد پنير، آب ميوهها، توليدات و فرآوردههاي شير ويتامينه و بعضي نوشيدنيهاي انرژي زا استفاده ميشود (Malik 2012, 361-365) و (Lim and Park et al. 2003, 137-144).
1-3-2-2 کانتاگزانتين11
همانند گروه وسيعي از پيگمان کاروتنوئيدي توسط باکتريوکلروفيل نارنجي و صورتي تيره شامل سوشهاي براديريزوبيوم12 جدا شده از غذا بنيادي گونههاي هالوباکتريوم13ائسچينومنه14 توليد شده است. اين پيگمان آنتي اکسيدان قوي است و مانع از اکسيداسيون چربيها در ليپوزومها ميشود (Malik 2012, 361-365) و (Burmeister and Brooks 1996, 49-53).
1-3-2-3 کارتنوئيدها
زرد مايل به نارنجي- قرمز ميباشند که در همه جاي طبيعت وجود دارند. شماري از ميکروارگانيسمهاي توليد کننده اين پيگمان شامل سراشيا15 واسترپتومايسس ها16هستند. کاروتنوئيدها آنتي اکسيدانت هستند و استفاده وسيعي بعنوان رنگهاي غذا دارند. گروه وسيعي از ميکروبهاي بعنوان توليد کننده اين پيگمانها گزارش شدند که شامل ميکروکوکوس سولفولوبوس17 ,اگروباکتريوم,18مايکوباکتريوم19ميباشند (Tanaka and Shnimizu et al. 2012, 3202-3242) (Malik 2012, 361-365) و (Takano 2005, 3202-3242).
1-3-2-4 پروديجيوسين
رنج وسيعي از پيگمان قرمز است که توسط ميکروارگانيسمهاي مختلف مانند ويبريو پيسيچواريتروس20, سراشيا مارسسنس ,21روبراروگاموناس22اکتينوميستها مانند:
استرپتوورتيسيلوم روبري وتيکولي 23و ديگر يوباکترها توليد ميشود. در مورد آن فعاليت ضد باکتريايي، ضد مالاريايي و آنتي بيوتيکي شناخته شده است(Malik 2012, 361-365 ) و (Alihosseini 2008, 742-747).
1-3-2-5 فيکوسيانين24
يک پيگمان آبي رنگ است که توسط سيانو باکتريهايي که شامل کلروفيل a هستند توليد ميشود. رنگ آبي توسط اسم اسپيرولينا25 (جلبک سبز آبي) شناخته شد که اغلب مکمل رژيم غذايي غني از پروتئين شناخته شد و شامل سيانوباکتريهاي خشک شده است (Malik 2012, 361-365).
1-3-2-6 ويولاسئين
پيگماني است که توسط باکتري کروموباکتريوم ويولاسئوم26 توليد ميشود که بعضي فعاليتهاي بيولوژيکي را نشان ميدهد. در صنايع دارويي، آرايشي، غذايي و پارچه (صنايع نساجي) کاربرد وسيع دارد(Malik 2012, 361-365).
1-3-2-7 آستاگزانتين27
آستاگزانتين يک پيگمان نارنجي – قرمز است و توسط ميکروارگانيسمهايي مانند مخمر بازيديومايست قرمز گزانتوفيلومايسس دندروهوس28، جلبک سبز هئاماتوکوکوس پلووياليس 29و آگروباکتريوم ائورانتياسوم30 توليد ميشود (Malik 2012, 361-365).
1-3-3 فاکتورهاي موثر در توليد پيگمان ميکروبي
1-3-3-1 دما
دماي انکوباسيون تأثير بسيار بسزايي در توليد پيگمان ميکروبي دارد. ميزان دما بسته به نوع ميکروارگانيسم ميباشد. بعنوان مثال دماي مناسب براي توليد پيگمان توسط قارچ موناسکوس اس پي 31°c28-25 است در حاليکه دماي مناسب براي سودوموناس 32 °c 36-35 ميباشد (Joshi 2003, 362-369) و(Venil and Erumalsamy 2009, 49-61) .
1-3-3-2 pH
ميزانpH محيط تأثير بسزايي در رشد ميکروارگانيسم و توليد پيگمان دارد. ميزان pH براي هر ميکروارگانيسم متفاوت است و همچنين ميزان pH محيط در روشني پيگمان توليدي تأثير دارد. بعنوان مثال pH بهينه براي قارچ موناسکوس 5/6-5/5 و براي رودوترولا 33 5/4-4 ميباشد (Venil and Erumalsamy 2009, 49-61) و (Joshi 2003, 362-369).
1-3-3-3 منبع کربن
رشد ميسليوم در ميکروارگانيسمهاي توليد کننده پيگمان تحت تأثير نوع منبع کربن (گلوکز، فروکتوز، مالتوز، لاکتوز، گالاکتوز و …) قرار ميگيرد و گلوکز و اليگوساکاريدهاي آن بهترين منبع کربن براي رشد و توليد پيگمان ميباشند. نوع قند محيط تأثير در روشني پيگمان توليد شده دارد(Joshi 2003, 362-369) و (Venil and Erumalsamy 2009, 49-61).
1-3-3-4 منبع نيتروژن
منبع نيتروژن نيز در توليد پيگمان موثر ميباشد. بعنوان مثال بهترين منبع نيتروژن براي توليد پيگمان توسط موناسکوس، آمونيوم کلرايد است. از ديگر منابع نيتروژن براي توليد پيگمان ميتوان به گلوتامات، پيتون و آمونيوم فسفات اشاره کرد (Venil and Erumalsamy 2009, 49-61) و (Joshi 2003, 362-369).
1-3-3-5 نوع تخمير
نوع تخمير (جامد يا غوطه ور) تأثير در توليد پيگمان دارد. تخمير در بستر جامد پيگمان بيشتري نسبت به تخمير غوطه ور توليد ميکند(Venil and Erumalsamy 2009, 49-61) و (Joshi 2003, 362-369).
1-3-3-6 مواد معدني
مواد معدني نقش مهمي در توليد پيگمان ايفا ميکنند. بعنوان مثال روي (M3-10×2و M3-10×3) رشد را در محيط مايع متوقف ميکند. در حاليکه در محيط جامد باعث رشد و توليد پيگمان شديد ميشود. بعضي مواقع روي نقش مهارکننده رشد دارد و افزايش گلوکز براي سنتز پييگمان دارد. منگنز باعث تحريک توليد پيگمان در لاکتوباسيلوس پلانتاروم 34و استروپتوکوکوس لاکتيس35 ميشود (Venil and Erumalsamy 2009, 49-61) و (Joshi 2003, 362-369).
1-3-4 پايداري پيگمانهاي ميکروبي
پيگمانهاي ميکروبي به حرارت، نور، اسيديته، هوا و آب حساس هستند. تغييرات شيميايي بعنوان مثال افزايش حلاليت پيگمانهاي ميکروبي پايداري آنها را بهبود ميبخشد (Venil and Erumalsamy 2009, 49-61) و (Joshi 2003, 362-369).
1-3-5 ميکروبهاي مولد پيگمان
از گروههاي ميکروبي مولد پيگمان ميتوان به موارد زير اشاره نمود :
باکتريها، قارچها، گلسنگها، مخمرها، جلبکها (Venil and Erumalsamy 2009, 49-61) و (Joshi 2003, 362-369).
1-3-5-1 باکتريها
از جمله باکتريهاي توليد کننده پيگمان ميتوان به مواردي که در جدول (1-1)بيان شده، اشاره نمود:
(Venil and Erumalsamy 2009, 49-61) و (Joshi 2003, 362-369).
جدول 1-1: اسامي برخي از باکتريهاي مولد پيگمان
ColorPigmentOrganismNoRedProdigiosinSerratia marcesens1BlueIndigoidineCorynebacterium insidiosum2Orange pinkCanthaxanthinManascus roseus3YellowZeaxanthinStaphylococcus aureus4RedProdigiosin like pigmentRugamonas rubra5RedProdigiosin like pigmentStreptoverticillium rubrireticuli6Blue greenPycocganinPseudomonas aeruginosa7RedAstaxanthin Haematococcus plavialis8OrangeB-carotenDunaliella salina9OrangeCanthaxan thinBrady rhizobium10YellowXanthomonadinXanthomonas oryzae11RedAstaxanthinPhaffia rhodozyma12RedProdigiosin like pigmentSerratia rubidaea13RedProdigiosin like pigmentVibrio gaogenes14RedProdigiosin like pigmentAlteromonas rubra15PurpleViolaceinJanthinobacteriam lividum16RedAnthraquinonPacilomyces farinosus 17YellowAnkaflavinMonascus spp.18RedAnthraquinonePenicillium oxalicum19Pink – RedAstaxanthinXanthophyllomycos dendrorhous20Pink – RedAstaxanthinAgrobacterium aurantiacum21Pink – RedAstaxanthinParacoccus carotinifaciens 22Dark RedCanthaxanthinBradgrhizobium spp.23Dark RedCanthaxanthinHalofeyax alexandrinus24Dark RedCanthaxanthinGordonia jacobea25RedLycopeneBlakeslea trispora26ColorPigmentOrganismNoRedLycopeneFusarium sporotrichioides27BlackMelaninSaccharomyces neoformans28RedMonascorabraminMonascus Spp29Deep blood redNophtoquinoneCordyceps unilateralis30YellowRiboflavinAshbya gossypi31RedRubroloneStreptomyces echinoruber32OrangeRubro punctatinMonascus SPP33Orange – redTorularhodinRhodotorula SPP34YellowZeaxanthinFlavobacterium SPP35YellowZeaxanthinParacoccus zeaxanthini faciens36YellowZeaxanthinSphingobcteriam multivorum37Yellow-orangeB – CaroteneB. trispora 38Yellow-orangeB – CaroteneF.Sporotri chioides39Yellow-orangeB – CaroteneMucor circinelloides40Yellow-orangeB – CaroteneNeurospora crassa 41Yellow-orangeB – CarotenePhycomyces blakesleeanus 42RedUnknownPenicillium purpurogenum43RedUnknownPaecilomyces sinclairii441-3-5-2 قارچ ها
از جمله قارچهاي توليد کننده پيگمان ميتوان به مواردي که در جدول (1-2) بيان شده است. اشاره نمود (Joshi 2003, 362-369) و (Vidualakshmi 2009, 84-88).
جدول 1-2: اسامي برخي از قارچهاي مولد پيگمان
Pigments Microorganism Orange , red Aspergillums sp. Dark red a.glaucus Cream Blakeslea trispora Red colour Helminthosporium catenarium Red H.gramineum Bronze colour H.cgnodontis Bronze colour H.avenae Dark maroon H.catenarin Yellow, orange, red Monascus purpureus Orange P.cyclopium Yellow P.nalgeovensis
1-3-5-3 گلسنگها
از جمله گلسنگهاي توليد کننده پيگمان نيز ميتوان به مواردي که در جدول (1-3) بيان شده است اشاره نمود (کاربخش 1386).
جدول 1-3: برخي ازگلسنگ هاي مولد پيگمان
Pigment Microorganism Red , purple Rocella Purple Pertusaria corralina Purple Ochrolechia tartaree Brown Parmelia omphalodes Yellow, maroon, purple Xanthoria. Sp Brown Lecanora . sp
1-3-5-4 مخمرها
از جمله مخمرهايي که بعنوان بهترين منبع پيگمان ميکروبي ميباشند به موارد زير در جدول(1-4) ميتوان اشاره کرد (Joshi 2003, 362-369).
جدول 1-4: اسامي برخي از مخمرهاي مولد پيگمان
Pigments Microorganism Red Cryptococus sp. Red Phaffia rhodozyma Red Rhodotorula sp. Brown Yarrowia lipolytica
1-3-5-5 جلبکها
از جمله جلبک هايي که بعنوان بهترين منبع پيگمان ميکروبي ميباشند به موارد زير در جدول(1-5) ميتوان اشاره کرد (Joshi 2003, 362-369) و (Carvalho and Oishi et al. 2005, 88- 89 ).
جدول1-5: اسامي برخي از جلبکهاي مولد پيگمان
Use AlgaePigmentFood colourantPunaliella salinaB-carotenePoultry feedChlorococcumLuteinPoultry feedChlamy domonasLuteinPoultry feedSpongiococcumLuteinPoultry feedChlorell a pyrenoidosaLuteinPoultry feed and fishfeedHematococcusCanthaxanthinPoultry feed and fishfeedChlorellaCanthaxanthinPoultry feed and fishfeedChlamy domonasCanthaxanthinPoultry feed and fishfeedScenedesmusCanthaxanthinPoultry feed and fishfeedAnkistrodesmusCanthaxanthinPoultry feed and fishfeedDictyococcus cinnanarinusCanthaxanthinFish feedHemacoccus pluvialisAstaxanthin1-3-6 کاربردهاي پيگمانهاي ميکروبي
پيگمانهاي ميکروبي نقش مهمي را بعنوان کاربرد در صنايع غذايي دارند. گزارش شده است پيگمانهاي ميکروبي توليد شده براي کاربرد در صنايع غذايي خاصيت غير سمي دارند و باعث افزايش و بهبود طعم غذا و همچنين بعنوان نگهدارنده و جلوگيري از فاسد شدن غذا ميباشند. مواد خام طبيعي زيادي از طريق صنعت توليد ميشود که استفاده عمومي و گستردهاي دارد و کم هزينهتر مي شوند(Schmidell 2001).
رنگدانههاي طبيعي نه تنها باعث افزايش ظرفيت فروش در بازار را فراهم نمودند همچنين باعث سود در فعاليتهاي زيست شناسي بعنوان عوامل ضد سرطان و آنتي اکسيدان شناخته شدهاند(Tibor 2007, 11-19) و (Aberoumand 2011, 71-78) و (Kavitha, Aiswariya et al. 2010, 784-787).
پيگمانهاي ميکروبي بسته به نوع ترکيباتشان عملکرد متفاوت و متنوعي براي ميزبان دارند. براي مثال عمل حفاظتي در برابر فتواکسيدانتهاي کشنده مثل کاروتنوئيدها، حفاظت در برابر استرسهاي محيط مثل ملانينها و بعنوان کوفاکتور در کاتاليز آنزيمها نقش دارند(Takashima 2000, 63-70) و (Sedmak 1990, 107-112).
1-3-6-1 داروسازي
امروزه رنگدانههاي زيستي36 در تهيه و توليد محصولات دارويي به وفور مورد استفاده قرار ميگيرند. يکي از مهمترين آنها رنگدانه تري پيرولي سراشيا مارسسنس است که پروديجيوسين ناميده ميشود و توسط برخي از گونههاي استرپتومايسس و گونههاي ويبريونيز توليد ميشود.مطالعات اخير خواص ضد قارچي و ضد سرطان، ضد باکتريايي، ضد مالاريايي و نقش آنتي بيوتيکي، پروديجيوسين و اهميّت آن در صنايع داروسازي را نشان داده است. از آنجا که توليد رنگدانههاي زيستي در توليدات پزشکي نيز بسيار حائز اهميت ميباشند، بررسي شرايط بهينه براي توليد اين رنگدانه با ارزش و همچنين انتخاب يک محيط ارزان قيمت به منظور توليد رنگدانه با توجيه اقتصادي است (Pérez-Tom?s and Montaner 2003, 379-385) ، (Mapari, Nielsen et al. 2005, 231-238)، (Holloway 1992, 229-234)، (Han 2001, 415-425)، (Golubev 1995, 101-110)، (Nakashima 2005, 2289-2295)، (Tsuji 1990, 1293-1301) و (Songia 1997, 3987-3995).
پيگمانهاي کارتنوئيدي مخصوصاً آستاگزانتين، فاکتورهايي هستند که توليد رنگ زرد – قرمز ميکنند که کاربرد استفاده در انسان، حيوان، صنايع غذايي و مخصوصاً دارويي و کاربردهايي در صنعت لوازم آرايشي و تزئيني دارد و در جلوگيري از اثرات اشعه ماورايي بنفش موثر است پيگمانهاي کارتنوئيدي بيشترين و مهمترين پيگمانهايي اند که در طبيعت يافت شدهاند، اين ترکيب محلول در ليپيدها هستند. کاروتنوئيدها در پاسخ دفاعي يا ايمني بدن نقش دارند، همچنين خاصيت ضد سرطاني و آنتي اکسيداني دارند و در درمان برخي از بيماريهاي حساس به نور موثر عمل ميکنند(Tanaka, Shnimizu et al. 2012, 3202-3242)، (Mathews-Roth 1987) ، (Golkhoo, Barantalab et al. 2007, 802-805)، (Browning and Whitworth et al. 2003, 237-251)،(Guerin and Huntley Mark et al. 2003, 210-216) و (Temple and Basu 1988, 685-701).
همچنين کاروتنوئيدها در ممانعت از فاسد شدن يا به تأخير انداختن فاسد شدن نقش دارند و اثرات بسزايي در جلوگيري از ابتلا به بيماريهايي نظير تصلب شريان ، سرطان، پير شدن و بيماريهاي چشمي دارد و در واقع اثر محافظتي آستاگزانتين همانند بتا کاروتن ميباشد (Long 2004, 67-83) و (Guerin, Huntley Mark et al. 2003, 210-216 ).
همچنين آستاگزانتين بصورت مؤثر با خاصيت 50% ضد سرطان ميباشد، فعاليت آن مربوط به نقش کاروتنوئيدها در ارتباطات سلولي ميباشد و باعث عدم اتصال و عدم چسبندگي ميباشد که ممکن است عامل تدريجي رشد سلولهاي سرطاني باشد(Guerin, Huntley Mark et al. 2003, 210-216).
رنگدانه قرمز آستاگزانتين بدست آمده از فوفيارودوزوا37ا و هماتوکوکوس پلووياليس38 از ارزش بزرگ تجاري برخوردار است که در صنايع غذايي و دارويي مورد استفاده واقع ميشود .(Mohankumari 2009, 1739-1746)
آستاگزانتين از توليد سرطان مثانه و باز داري از تکثير سلول سرطان موثر ميباشد(Tanaka and Shnimizu et al. 2012, 3202-3242).
فعاليت ضد سمي آستاگزانتين گزارش شده است، از ديگر کاروتنوئيدها که چنين خاصيتي دارند ميتوان زئاگزانتين39،کانتاگزانتين40و لوتئين41اشاره نمود(Naguib 2000, 1150-1154).
گونهاي از قارچ موناسکوس توليد رنگدانهاي ميکند که در توليد غذاهاي سنتي و در غذاهاي شرق آسيا براي رنگي کردن برنج و لوبيا بعنوان برنج و لوبياي قرمز استفاده ميشود. برخي از گونههاي موناسکوس با توجه به قابليت توليد رنگدانههاي مختلف و قابليت ثبات شيميايي بالا حائز اهميتاند (Mohankumari 2009, 1739-1746) و (Dziezak 1987, 78-80).
پيگمانها در حالت کلي يک ترکيب مهم براي بسياري از افزودنيها، تشديد کننده رنگ و … بعنوان مشخصه مهم محسوب ميشوند. رنگدانههاي طبيعي حاوي ويتامين A و برخي از خواص مطلوب نظير ثبات به نور، حرارت و pH و … ميباشند(Joshi 2003, 362-369).
1-3-6-2 مواد غذايي
ريبوفلاوينها مورد استفاده در غذاي کودک، غلات صبحانه، ماکاراني، سس، پنير فرآوري شده، نوشابههاي ميوهاي، شير، محصولات شير غني شده با ويتامين و برخي از نوشابههاي انرژي زا ميباشند (Nagpal, Munjal et al. 2011, 157-160).
فيکوسيانين42 که رنگدانه آبي توليدي توسط سيانو باکترها ميباشد بعنوان مکملهاي غذايي غني از پروتئين ميباشد که در صنايع غذايي کاربرد دارد. ويولاسئين رنگدانه حاصل از باکتري ويولاسئوم کروموباکتريوم در پزشکي، صنايع آرايشي و بهداشتي و صنايع غذايي و منسوجات کاربرد دارد (Mohankumari 2009, 1739-1746).
رنگ حاصل از رنگدانه موناسکوس به سه رنگ زرد، نارنجي و قرمز مشاهده ميشود که از تخمير گونههاي موناسکوس حاصل شدهاند، 10 ترکيب گزارش شده که از تخمير گونههاي موناسکوس توليد ميشود (Jung 2003, 1302-1306)و (Sharma 2001, 92-101) .
رنگدانههاي زرد و نارنجي به ترتيب در سال 1926 توسط اجيرونشيکاوا 43 جدا شده است. از پورپارئوس منتي موناسکوس 44بطور گسترده براي رنگ آميزي مواد غذايي در آسياب استفاده ميشود و همچنين بعنوان رنگدانه اصلي در توليد شراب شوکوشو45 در رستوران چيني استفاده ميشود (Dziezak1987, 78-80)، (Francis and Mark et al. 1998, 243-256) و (Nakanishi 2006, 2-20).
رنگدانه حاصل از موناسکوس با ذکر غير سمي بودن علاوه بر رنگ غذا باعث بهبود طعم غذا نيز ميباشند و نقش نگهدارنده مواد غذايي دارد. توليد محصولات صنعتي و توليد مواد اوليه طبيعي هزينه کمتري دارد که مورد استفاده وسيع قرار گرفته است. در ژاپن امبيهکانا اسکولنتا 46 بعنوان يک ماده غذايي در سوپ و سالاد استفاده ميشد (Jung 2003, 1302-1306) و (Carvalho and Oishi et al. 2005, 88-94).
1-3-6-3 پزشکي
کارتنوئيدهايي از قبيل بتا کاروتن و گزانتوفيلس 47آستاگزانتين48 نقش اساسي و اصلي در متابوليسم ماکولاي چشم و شبکيه چشم دارد و در حفظ و سلامتي ديد انسان مؤثر ميباشد، رنگدانه آستاگزانتين، گزانتوفيلس بطور گسترده در طبيعت توزيع شده است (Long 2004, 67-83).
برخي از گونههاي جلبک بعنوان مثال کلاميدوموناس49 حاوي غلظت بالايي از رنگدانه قرمز آستاگزانتين است که بعنوان يک سپر در برابر تابش بيش از حد U.Vعمل ميکند Light 1968, 88-97))اروپايوسنئافلوريدا50 براي مشکلات موگزانتورياپانتين51براي يرقان و پتيگرا کانينا52براي درمان هاري بکار ميرفت. تحقيقات روي ساير فرآوردههاي گلسنگ بعنوان نقش ضد ويروس و ضد قارچي نيز در حال انجام است (Bahar 1998, 1057-1068) و (Pazmio-Durn 2001, 211-216).
1-3-6-4 ديگر کاربردها
برخي از باکتريها رنگدانههاي مختلفي در مراحل مختلف رشد ايجاد ميکنند، کريپتوتوکوس نئوفورمنس توليد رنگدانه ملانين ميکند که نقش آنتي اکسيداني مهمي دارد و باکتري از توباکتر نيز با توليد ملانين چنين خاصيتي دارد (Wang and Casadevall 1994, 3004-3007).
در ژاپن آمبيهکانا آسکولنتا بعنوان يک ماده غذايي در سوپ و سالاد استفاده ميشد. گلسنگهاي شفا بخش هم در گذشتههاي بسيار دور استفاده ميشدند. عطر سازي يکي ديگر از کاربردهاي گلسنگ است که سالانه 9000 تن گلسنگ در اين راه بکار ميرود. در کشورهاي مديترانهاي رنگ قرمز و ارغواني حاصل از گونههاي روسلا53 ساخته ميشده است . در قرن 18 رنگ ارغواني در فرانسه از پرتيوساريا کورالينا 54و در اسکاتلند ازاوچرولچيا تارتارئا 55 و رنگ قهوهاي نيز از پارمليا اومفالوئيدس56 تهيه ميشده است (Bahar 1998, 1057-1068)و (Pazmio-Durn 2001, 211-216).
امروزه نيز از رنگهاي گلسنگ براي رنگرزي پارچههاي مرغوب و گران قيمت استفاده ميشود. رنگ قهوهاي بدست آمده از پارمليا اومفالوئيدس در پارچههاي فاستوني دست بافت هريس استفاده ميشود (Close and Beadle 2003, 68-73).
1-4- تعريف SPF


پاسخ دهید