غربالگري باكتري هاي تجزيه كننده ي كافئين و كاربرد آنها در زيست تبديلي ميكروبي

تمايل به توسعه ي روش هاي مبتني بر شيمي سبز (دوستدار محيط زيست و مقرون به صرفه از نظر اقتصادي) براي حذف كافئين سمي از پساب هاي صنعتي-كشاورزي و محصولات غذايي با استفاده از ميكروارگانيسم ها جهت جايگزيني روش هاي فيزيكي و شيميايي، بسيار مورد توجه قرار گرفته است. غربالگري و شناسايي سويه هاي باكتري با قابليت تحمل پذيري بالا نسبت به كافئين گام نخست در انتخاب سويه هاي برتر براي حذف زيستي كافئين سمي است. در اين راستا در يكسري آزمايشات غربالگري، 129 سويه ي باكتريايي از محيط هاي مختلف در ايران بر اساس تكنيك غني سازي جدا گرديد. تحمل پذيري ذاتي سويه هاي جدا شده نسبت به كافئين به روش رقت در آگار تعيين شد. غربالگري با استفاده از آناليزهاي اسپكتروفتومتري و HPLC انجام شد. سويه هاي منتخب از نظر صفات فيزيولوژيكي، بيوشيميايي و همچنين فيلوژني و مولكولي شناسايي و تعيين توالي شدند. در بخش نخست از اين كار پژوهشي، از ميان 5 سويه ي باكتري تجزيه كننده ي كافئين، سويه ي باكتريPseudomonas pseudoalcaligenes TPS8 كه داراي بيشترين قابليت حذف زيستي كافئين (2/53 درصد) پس از 48 ساعت گرماگذاري بود، جهت مطالعات بهينه سازي انتخاب شد. پس از بهينه سازي هاي انجام شده با روش هاي تك فاكتوري و روش آماري تاگوچي، حذف كافئين در سلول هاي رويشي سويه ي مذكور پس از 48 ساعت گرماگذاري به 14/86 درصد افزايش يافت. با توجه به يافته هاي اين پژوهش مي توان اميدوار بود كه بتوان از سلول هاي رويشي باكتري پسودوموناس پسودوآلكاليژنس سويه ي TPS8 به عنوان يك كاتاليزگر زيستي ساده و ارزان قيمت براي كافئين زدايي زيستي از پساب هاي صنعتي-كشاورزي در مقياس هاي بزرگتر از مقياس آزمايشگاهي (Scale up) استفاده نمود. مطالعه ي اخير، نخستين گزارش از كافئين زدايي زيستي در گونه ي باكتري پسودوموناس پسودوآلكاليژنس مي باشد. در قسمت ديگري از اين كار تحقيقي، جداسازي و شناسايي باكتري هاي با توان بالقوه ي زيست تبديلي كافئين به تئوبرومين و پاراگزانتين مورد مطالعه قرار گرفته است. بر اساس نتايج به دست آمده، از ميان 21 سويه ي باكتري غربالگري شده با قابليت تحمل پذيري بالا نسبت به كافئين (بالاتر از 15 گرم در ليتر)، سلول هاي در حال استراحت سويه ي باكتري Bacillus subtilis strain CTB04، داراي پتانسيل تبديل كنندگي كافئين به تئوبرومين بودند.