تولید پروتئین و چربی تک‏یاخته حاصل از کشت تلفیقی مخمر یاروویا لیپو لیتیکا و قارچ آسپرژیلوس نایجر در پساب حاصل از کارخانه تولید آردماهی کیلکا (استیک واتر)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل دکتری، گروه شیلات، دانشکدة منابع طبیعی دانشگاه تهران ، کرج، ایران

2 دانشیار گروه شیلات، دانشکدة منابع طبیعی دانشگاه تهران ، کرج، ایران

3 استاد گروه شیلات، دانشکدة منابع طبیعی دانشگاه تهران ، کرج، ایران دانشگاه تهران

10.22059/jfisheries.2023.362961.1399

چکیده

تولید استیک ‏واتر به‌عنوان پساب کارخانه‌های تولید آرد ماهی یکی از مشکلات این صنایع است که در صورت رهاسازی در طبیعت می‏تواند مشکلات زیست ‏محیطی فراوانی ایجاد نماید. با این حال پساب مذکور به‌دلیل وجود مواد آلی فراوان می ‏تواند مادة اولیة مناسبی برای تولید مواد با ارزش افزودة بالا مانند پروتئین و چربی ‏های تک‏ یاخته ‏ای باشد. این پژوهش به‌منظور بررسی تولید پروتئین و چربی تک ‏یاخته ‏ای و کاهش میزان بار آلی (پروتئین و چربی) از پساب کارخانة تولید آرد ماهی کیلکا (استیک ‏واتر) از طریق کشت ناپیوسته (Batch culture) مخمر یاروویا لیپولیتیکا و قارچ آسپرژیلوس نایجر انجام شد. پنج تیمار با نسبت‌های مختلف مخمر و قارچ در محیط استیک واتر تهیه و برای بررسی زی‌توده از روش شمارش سلولی استفاده شد. همچنین میزان روغن و پروتئین باقی‌مانده در پساب پس از تخمیر بررسی گردید. داده ­ها با استفاده از طرح بلوک‌های کاملاً تصادفی تحلیل شد. نتایج نشان داد که مخمر به‌عنوان میکروارگانیسم شاخص از نظر ذخیرة چربی قابلیت رشد بالاتری روی پساب در مقایسه با قارچ به‌عنوان میکروارگانیسم ذخیره‏ کنندة پروتئین در مدت 120 ساعت را دارد (0/05>P) و در زمان کوتاه ‏تری قادر به تولید زی‌تودة میکروبی خواهد گردید. همچنین مشخص شد که مخمر یاروویا لیپو لتیکا در کشت انفرادی قابلیت رشد بالاتر و کاهش روغن بیشتری از پساب را دارد‏. نتایج نشان داد در کشت تلفیقی (75 درصد مخمر-25 درصد قارچ) توانایی میزان پروتئین باقی‏مانده بیشتر از سایر تیمارها کاهش داشت. در مجموع مخمر مورد پژوهش چه در کشت انفرادی و چه در کشت تلفیقی توانایی رشد و حذف مواد آلی بیشتری را نسبت به قارچ از خود نشان می‌دهد (0/05>P). نتایج حاصل از پژوهش حاضر نشان داد که استیک‏واتر قابلیت استفاده به‌منظور تولید پروتئین و چربی ‏های تک ‏یاخته‏ ای را دارد و با استفاده از میکروارگانیسم ‏ها می‏توان تا حدی از بار مواد آلی موجود در پساب را کاهش داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Production of Singl Cell Proteine and Singl Cell Oil from the co- culture of Yarrowia lipolytica yeast and Aspergillus niger fungus in the effluent from Kilka (Stick water) fishmeal production plant

نویسندگان [English]

  • Hamideh Amirasadi Mavaloo 1
  • Seyed Vali Hosseini 2
  • Mehrdad Farhangi 2
  • Mohammad Ali Nematollahi 3
  • Kamran Rezaei Tavabe 2
1 Ph. D graduate, Department of Fisheries, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
2 Associate Professor, Department of Fisheries, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
3 Professor, Department of Fisheries, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
چکیده [English]

From an environmental point of view, one of the major problems of the fish meal industry is discharges of stickwater (SW), an intermediate product from pressing process of fish meal, which is rich in organic matter and nutrients and can be used as a substrare for Recovery and valorization such as single cell protein and lipid. In this study, Yarrowia lipolytica and Aspergillus niger were used to produce single cell protein (SCP) and single cell oil (SCO) using Kilka stick water as the source of medium. The pattern of the yeast and fungus growth was studied by plate count method. Also the amount of remaining oil and remaining protein was analyzed for values of total protein, and total lipid. Data was analyzed by randomized complete block design and the results showed that yeast, as a fat-storing microorganism, had a higher ability to grow on SW, compared to protein-storing fungus within 120 hrs and produced more microbial biomass in a shorter time. 100% yeast treatment had the highest SW lipid reduction rate (more than 50%, equivalant to 21.7 mg/L) in 120 hrs, while 100% fungus treatment showed the lowest rate. Regarding SW protein reduction, 75% yeast-25% fungus treatment had the highest rate. Overally, Yarrowia lipolytica in single culture had the highest growth and SCO production and 75% yeast-25% fungus mixed culture treatment had the highest SCP production. Based on the results obtained from this study, application of pure Kilka stick water is suitable for production of SCP and SCO and reduction of its organic matter as wastewater.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Yeast
  • Fungus
  • Single cell protein
  • Single cell oil

مراجع

Azin, E., Moghimi, H., Dastgheib, S.M.M. et al. Biovalorization of wastewater of fish canning process by Yarrowia lipolytica for biodiesel and animal feed supplement production. Biomass Conv. Bioref. (2022). https://doi.org/10.1007/s13399-022-03025-8Baldensperger, J., Le Mer, J., Hannibal, L., Quinto, P., 1985. Solid state fermentation of banana wastes. Biotechnology letters, 7(10), 743-748.https://doi.org/10.1007/BF01032289.Bechtel, P. J., 2005. Propertieis of stickwater from fish processing byproducts. Journal of Aquatic Food Product Technology 14(2), 25-38. DOI: 10.1300/J030vl4n02_03
Beopoulos, A., Chardot, T., Nicaud, J.-M., 2009. Yarrowia lipolytica: A model and a tool to understand the mechanisms implicated in lipid accumulation. Biochimie 91(6), 692-696. DOI: 10.1016/j.biochi.2009.02.004
Boland, M.J., Rae, A.N., Vereijken, J.M., Meuwissen, M. P. M., Fischer, A.R.H., van Boekel, M.A.J.S., Rutherfurd, S. M., Gruppen, H., Moughan, P. J., & Hendriks, W. H. (2013). The future supply of animal-derived protein for human consumption. Trends in Food Science and Technology 29(1), 62-73. DOI: 10.1016/j.tifs.2012.07.002
Feldsine, P., Abeyta, C., Andrews, W.H., 2002. AOAC International methods committee guidelines for validation of qualitative and quantitative food microbiological official methods of analysis. Journal of AOAC International 85(5), 1187-1200. DOI: 10.1093/jaoac/85.5.1187

Garcia, S. L. 2016. Mixed cultures as model communities: hunting for ubiquitous microorganisms, their partners, and interactions. Aquatic Microbial Ecology 77(2), 79-85. DOI: 10.3354/ame01789

Hamimed, S., Barkaoui, T., Trabelsi, I., Landoulsi, A., Chatti, A., 2021. High-performance biological treatment of tuna wash processing wastewater using Yarrowia lipolytica. Environmental Science and Pollution Research 28, 1545-1554. https://doi.org/10.1007/s11356-020-10586-6.Kam, S., Kenari, A. A., & Younesi, H., 2012. Production of single cell protein in stickwater by Lactobacillus acidophilus and Aspergillus niger. Journal of Aquatic Food Product Technology 21(5), 403-417. DOI: 10.1080/10498850.2011.605539
Liu, B., Song, J., Li, Y., Niu, J., Wang, Z., Yang, Q., 2013. Towards industrially feasible treatment of potato starch processing waste by mixed cultures. Applied Biochemistry and Biotechnolog 171(4), 1001-1010. DOI: 10.1007/s12010-013-0401-1
Noparatnaraporn, N., Trakulnaleumsai, S., Silveira, R. G., Nishizawa, Y., Nagai, S., 1987. SCP production by mixed culture of Rhodocyclus gelatinosus and Rhodobacter sphaeroides from cassava waste. Journal of Fermentation Technology 65(1), 11-16.  DOI: 10.1016/0385-6380(87)90059-8
Pande, S., Shitut, S., Freund, L., Westermann, M., Bertels, F., Colesie, C., Bischofs, I. B., Kost, C., 2015. Metabolic cross-feeding via intercellular nanotubes among bacteria. Nature Communications 6(1), 1-13. DOI: 10.1038/ncomms7238 |
Pordeli, H.R., Safari, R., Hosseeini, S.H., 2011. Single Cell Protein Production From Kilka Stick Water by Lactic Acid Bacteria. Food Technology & Nutrition 8(3), 78-87. Schultz, N., Chang, L., Hauck, A., Reuss, M., Syldatk, C., 2006. Microbial production of single-cell protein from deproteinized whey concentrates. Applied microbiology and Biotechnology 69(5), 515-520. DOI: 10.1007/s00253-005-0012-z
Schuster, E., Dunn-Coleman, N., Frisvad, J., Van Dijck, P., 2002. On the safty of Aspergillus niger–a review. Applied Microbiology and Biotechnology 59, 426-435. DOI: 10.1007/s00253-002-1032-6
Sharif, M., Zafar, M.H., Aqib, A.I., Saeed, M., Farag, M.R., Alagawany, M., 2021. Single cell protein: Sources, mechanism of production, nutritional value and its uses in aquaculture nutrition. Aquaculture 531, 735885.  DOI: 10.1016/j.aquaculture.2020.735885
Siddiquee, M. N., Rohani, S., 2011. Experimental analysis of lipid extraction and biodiesel production from wastewater sludge. Fuel Processing Technology 92(12), 2241-2251. DOI: 10.1016/j.fuproc.2011.07.018
Sifuentes, C.O.G., Aguilar, R.P., y Gisela, J.C.R.S., Ruíz, C. 2011. Stickwater multi-step treatment: effect on organic material removal. Biotecnia 13(1), 10-16.
Singh, A., Abidi, A., Agrawal, A., Darmwal, N., 1991. Single cell protein production by Aspergillus niger and its evaluation. Zentralblatt für Mikrobiologie 146(3), 181-184.  DOI: 10.1016/S0232-4393(11)80178-2
Valentino, M., Ganado, L., & Undan, J., 2016. Single cell protein potential of endophytic fungi associated with bamboo using rice bran as substrate. Advances in Applied Science Research 7, 68-72.  DOI: 10.3390/su13169284
Wang, L.K., Hung, Y.T., Lo, H.H., Yapijakis, C., 2004. Handbook of industrial and hazardous wastes treatment. CRC Press. https://books.google.com/books.Yang, Q., Yang, M., Zhang, S., Lv, W. 2005. Treatment of wastewater from a monosodium glutamate manufacturing plant using successive yeast and activated sludge systems. Process Biochemistry 40(7), 2483–2488. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2004.09.009
Zhang, Z.Y., Jin, B., Bai, Z. H., Wang, X.Y., 2008. Production of fungal biomass protein using microfungi from winery wastewater treatment. Bioresource Technology 99(9), 3871-3876. DOI: 10.1016/j.biortech.2006.10.047
شیلات
دوره 77، شماره 1
فروردین 1403
صفحه 1-12

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار