إنتاج صمغ الكزانتان من بكتيريا Xanthomonas المعزولة محلياً وتطبيقه في بعض المنتجات الغذائية =Producing Xanthan Gum from locally isolated Xanthomonas Bacteria and Applied in Some Food Products

Abstract

هدف هذا البحث إلى التحري عن عزلات محلية من بكتيريا Xanthomonas campestris، حيث عُزلت (60) عزلة بكتيرية من عينات لنباتات مصابة (الملفوف، الزهرة، الخس، الفجل) مجموعة من خمس محافظات سورية (دمشق وريفها، حمص، وحماة، وطرطوس)، نتج عنها بالغربلة حسب الخصائص الشكلية والطرائق الحيوية الكيميائية (32) عزلة موافقة لمواصفات بكتيريا X.campestris، وأُخضعت فيما بعد هذه العزلات إلى تقانة PCR للتأكد من النوع X.campestris عبر التأكد من وجود كل من المورثة RpfB، والمورثة ERIC ضمن المادة الوراثية للبكتيريا المعزولة باستخدام مجموع من المروسات المناسبة، حيث ثبت وجود ستة عزلات تعود إلى النوع X.campestris. دُرِسَ اختلاف أثر كل من مصدر الكربون (مولاس الشوندر السكري، ومصل اللبن، والسكروز) ومصدر النتروجين (نترات الأمونيوم، ونترات البوتاسيوم، وكلور الأمونيوم، وكبريتات الأمونيوم، والبيبتون العضوي) في إنتاج صمغ الكزانثان وفق طريقة التخمير بالوسط السائل بواسطة بكتيريا X.campestris المعزولة محلياً، وذلك ضمن شروط ثابتة لعملية التخمير: درجة حرارة الحضن (32)م، ومدة التخمير (60) ساعة، ودرجة pH (7)، وسرعة الخلط (250) دورة في الدقيقة، وأكدت النتائج وبشكل معنوي (P≤0.05) تفوق مولاس الشوندر السكري كمصدر للكربون في إنتاج أعلى كمية من صمغ الكزانثان والتي بلغت (11.43) غ/ل، مقارنة مع بقية المصادر، وجاء السكروز في المرتبة الثانية كأفضل مصدر للكربون، وبكمية إنتاج من صمغ الكزانثان قد بلغت (11.34) غ/ل، في حين احتل مصل اللبن المرتبة الأخيرة كأفضل مصدر للكربون وذلك بمتوسط إنتاج من صمغ الكزانثان قد بلغ (10.98) غ/ل. إلى جانب ذلك أثبتت نترات الأمونيوم بأنه الأفضل كمصدر للنتروجين وبمتوسط إنتاج من صمغ الكزانثان قد بلغ (13.67) غ/ل، تلاه كل من البيبتون العضوي ونترات البوتاسيوم كأفضل مصدرين للنتروجين (P≤0.05) حيث تراوح متوسط الانتاج ما بين (11.83، 12.25) غ/ل من صمغ الكزانثان، أُجري بعد ذلك أمثلة ظروف إنتاج صمغ الكزانثان باستخدام كل من نترات الأمونيوم كمصدر للنتروجين ومولاس الشوندر السكري، والسكروز، ومصل اللبن كمصدر للكربون، واعتماداً على برنامج تصميم التجارب المتقدم RSM، نُفِّذت 30 تجربة تضمنت دراسة أثر اختلاف كل من درجة حرارة الحضن (28، 30، 32، 34، 36) م، والفترة الزمنية للتخمير (36، 48، 60، 72، 90) سا، ودرجة pH الوسط (5، 6، 7، 8، 9) وسرعة الخلط (150، 200، 250، 300، 400) دورة/دقيقة في إنتاج صمغ الكزانثان، حيث أظهرت النتائج وجود دلالة إحصائية (P≤0.05) لأثر كل من هذه العوامل الأربعة في مردودية إنتاج صمغ الكزانثان، وبعد استبعاد معاملات تصميم التجربة التي نتج عنها كميات من صمغ الكزانثان تقل عن (7) غ/ل، تبين بأن أفضل معاملة (P≤0.05) في إنتاج صمغ الكزانثان، كانت ذات الرقم (24)، والمتضمنة تطبيق الشروط التالية وهي (درجة حرارة الحضن (32) م، والفترة الزمنية لعملية التخمير (90) ساعة، ودرجة pH الوسط (7)، وسرعة الخلط (250) د/د)، وباستخدام كل من مولاس الشوندر السكري كمصدر للكربون ونترات الأمونيوم كمصدر للنتروجين، وبمتوسط إنتاج من صمغ الكزانثان قد بلغ (18.31) غ/ل. كما دُرست الخصائص الريولوجية لصمغ الكزانثان الناتج لبيان مدى تأثر لزوجة الصمغ وثباتها خلال التغييرات المختلفة لكل من درجة حرارة (25، 40، 60، 80) م، ودرجة حموضة (3.5، 5، 7، 9) محاليل صمغ الكزانثان، إضافة إلى التركيز المستخدم من الصمغ (0.5، 1، 1.5)%، حيث ثبت تأثر لزوجة صمغ الكزانثان لدى إضافة تراكيز مختلفة من صمغ الكزانثان، وتغير درجة حرارة المحاليل المضاف لها صمغ الكزانثان وبصورة معنوية (P≤0.05)، بينما لم تؤثر تغيرات درجة pH الوسط في لزوجة الصمغ، وثباتها ضمن المجالات المختلفة من درجة الحموضة. استخدم صمغ الكزانثان المنتج محلياً ضمن صناعة منتج البرغر البقري، حيث دُرست كل من الخصائص الكيميائية والميكروبية والفيزيائية والحسية لبرغر اللحم البقري قليل الدهن (10، 15، 20، 25)% الذي احتوى على تراكيز مختلفة من صمغ الكزانثان (0.5، 1، 1.5)% المضاف كبديل للدهون، مقارنة مع البرغر البقري التقليدي (30%) دسم، حيث عمل الاستبدال الجزئي للدهون مع صمغ الكزانثان في الحفاظ على ثباتية صفات خلطات البرغر المجمد خلال فترات التخزين المجمدة المختلفة (30، 60، 90 يوماً)، وقد كشفت نتائج الدراسة إمكانية تحضير منتج البرغر البقري قليل الدهن لا يتجاوز محتواه من الدسم 10%، عبر إضافة 70% لحم عجل مفروم ومزيج من الماء والكزانثان بنسبة 20% يتضمن هذا المزيج إما 1.5% من صمغ الكزانثان مع 18.5% ماء، أو 1% من صمغ الكزانثان و19% ماء، وحفظه مجمداً مدة (90) يوماً في درجة حرارة (-18) م. الكلمات المفتاحية: Xanthomonas campestris، التخمير بالوسط السائل، مولاس الشوندر السكري، مصل اللبن، البرغر البقري منخفض الدهن.