To fabricate functional surfaces structures for protein immobilization without losing biological activity, the interaction between different amino acids and metal-organic frameworks (MOFs) has been evaluated. The density functional theory (DFT-D2) calculations were used to afford a molecular description of the interaction properties of the amino acids and MOF-5 by examining the interaction energy and the electronic structure of the amino acid/MOF complexes. Strong interactions were recorded between the amino acids and MOF through their polar groups as well as aromatic rings in the gas phase. Based on the results, water molecules prevent the amino acids from approaching the active sites of MOF, causing weak attractions between them. The interaction energies were calculated by considering the basis set superposition error correction. The interaction energies obtained at the range of +11 to -13 kcal/mol, for GLY-MOF in the presence of water molecules while in the case of the gas phase the estimated values range from -5 to -57 kcal/mol. Results showed GLY molecules cannot form a stable complex in the water media. The complication of all selected AAs is found exothermic process and energetically favorable and thus can form stable complexes with the MOF-5 at the gas phase. The accuracy of the DFT-PBE model was validated against the comprehensive MP2 quantum level of theory. The evaluation of the nature of the interaction between the amino acids and MOF by the atoms-in-molecules (AIM) theory showed that the electrostatic attractions are the main force contributing to bond formation between the interacting entities. تفاصيل المقالة

The study of complexes between nanostructures and biomolecules has attracted the attention of many researchers in various fields because it can contribute to the coherent growth and widespread use of nanostructures in various technologies. One of the main goals is to fabricate structures with functional surfaces where proteins become immobilized without losing their biological activity. In this research, following a comprehensive approach, the interaction between different amino acids and metal-organic frameworks (MOFs) at atomic scale was evaluated using computational chemistry. For this purpose, density functional theory (DFT-D2) calculations was employed to afford a molecular description of the interaction properties of the amino acids and MOF-5 by examining the interaction energy and the electronic structure of the amino acid/MOF complexes. Strong interactions between the amino acids and MOF through their polar groups were reported as well as aromatic rings in the gas phase. However, findings were significantly different in solvent media, where water molecules prevent the amino acids from approaching the active sites of MOF, causing weak attractions between them. The accuracy of the DFT-PBE model of theory was validated against the comprehensive MP2 quantum level of theory. Comparing the present results with those obtained for perfect MOFs show that the binding energy of the Histidine amino acid is increased for physisorption on defected MOFs. تفاصيل المقالة

کمبود ویتامین D2 در رژیم‌های غذایی امروزه تبدیل به مشکل تغذیه‌ای مهمی شده است. هدف از این تحقیق، تعیین عوامل مؤثر در افزایش ویتامین D2 در قارچ‌های خوراکی تازه با استفاده پرتو ماورا بنفش پالسی می-باشد. اثر دزهای پرتودهی، فاصله از لامپ، وزن بسته‌ها و شکل قارچ (برش خورده و کامل) بر فرایند غنی-سازی بررسی شد. اثر پرتودهی بر مدت زمان نگهداری و کیفیت قارچ‌ها نیز تعیین شد. قارچ خوراکی دکمه-ای سفید آگاریکوس بایسپورس بصورت برش خورده و کامل به مدت 1 ثانیه با پرتو ماورا بنفش پالسی تیمار شد که در نهایت افزایش ویتامن D2 در قارچ‌های برش خورده نسبت به قارچ‌های کامل تایید شد. پرتودهی 100 گرم قارچ خوراکی در مدت زمان 1 ثانیه (3 پالس) مقدار ویتامین D2 را تا 100 درصد نیاز روزانه یک فرد بالغ افزایش داد. با افزایش مدت زمان پرتودهی از 1 به 4 ثانیه ویتامین D2 بطور چشمگیری افزایش یافت (1940 درصد) ولی تأثیر خاصی بر مدت زمان نگهداری و کیفیت قارچ‌ها نداشت. با افزایش وزن بسته‌ها از 100 به 200 گرم در حدود ٤٠% کاهش در مقدار ویتامین D2 مشاهده شد. پس از 3 روز نگهداری در انبار سرد در دمای 4 درجه سانتی‌گراد، کاهش ویتامین D2 از 831 به 632 درصد در 100 گرم قارچ، در قارچ‌هایی که به مدت 1 ثانیه تحت تیمار بودند ثبت شد. افت کیفیت در این تیمارها اندک بوده ولی پس از گذشت 8 روز، افت کیفیت قابل توجه بود. استفاده از پرتو ماورا بنفش برای قارچ‌های تازه، موجب افزایش مقدار ویتامین D2 گردید. تفاصيل المقالة

این پژوهش با هدف شناسایی بهترین سویه تولید کننده اسید لاکتیک از میان سویه های مختلف لاکتوباسیلوس متداول در تولید اسید لاکتیک انجام گرفت. پنج سویه لاکتوباسیلوس بولگاریکوس، لاکتوباسیلوس کازئی، لاکتوباسیلوس لاکتیس، لاکتوباسیلوس دلبروکی و لاکتوباسیلوس فرمنتوم مورد بررسی قرار گرفت. فرایند تخمیری تولید اسید لاکتیک در کشت غوطه ور ناپیوسته بر روی محیط آب پنیر به عنوان سوبسترای اصلی در شیکر انکوباتور انجام شد. روند تولید اسید لاکتیک و توده سلولی و مصرف لاکتوز در فرایند تولید در طی زمان 50 ساعت اندازه گیری گردید. لاکتوباسیلوس بولگاریکوس در محیط کشت حاوی 50 گرم بر لیتر لاکتوز، با تولید 6/26 گرم بر لیتر اسید لاکتیک، بازده تولید 602/0 گرم اسید لاکتیک به گرم لاکتوز و بهره دهی معادل با 511/0 گرم اسید لاکتیک در لیتر در ساعت به عنوان بهترین سویه تولید کننده اسید لاکتیک در بین سویه های مورد بررسی شناسایی شد. پس از آن، لاکتوباسیلوس کازئی نیز با تولید 1/24 گرم بر لیتر اسید لاکتیک، بازده 586/0 گرم اسید لاکتیک به گرم لاکتوز و بهره دهی 504/0 گرم اسید لاکتیک در لیتر در ساعت و بدون وجود تفاوت معنی داری با لاکتوباسیلوس بولگاریکوس، در رتبه دوم قرار گرفت. سویه های لاکتوباسیلوس بولگاریکوس و لاکتوباسیلوس کازئی با تولید مقادیر مناسب اسید لاکتیک، برای استفاده در صنایع غذایی و دارویی مناسب تشخیص داده شدند. تفاصيل المقالة

سابقه و هدف: طراحی فرآیندهای تولید پروتئین های تک یاخته مستلزم تعیین الگوهای رشد میکروارگانیسم های تولید کننده می باشد. این مطالعه با هدف ارزیابی تولید پروتئین های تک یاخته قارچ آسپرژیلوس نایجر و شبیه سازی تولید توده سلولی بر اساس چند مدل غیر ساختاری انجام شد. مواد و روش ها: در این مطالعه آزمایشی تولید پروتئین های تک یاخته در کشت غوطه ور ناپیوسته با فرمولاسیون بهینه محیط کشت در دمای 25 درجه سلیسیوس، 6 pH و سرعت همزدن 300 دور در دقیقه به مدت 200 ساعت در انکوباتور شیکردار انجام شد. در پایان فرآیند، محتویات فلاسک ها به عنوان نمونه برای اندازه گیری غلظت گلوکز، وزن خشک توده سلولی و درصد پروتئین در توده سلولی استفاده شد. یافته ها: شبیه سازی نتایج با مدل مونود به طور متوسط دارای 92 درصد و برای مدل های موزر و لجستیک به ترتیب 63 و 83 درصد تطابق بودند. با افزایش pH از 3.5 به 6، محتوی پروتئین توده سلولی، 71 درصد افزایش یافت. در دامنه های pH بالاتر از 6 محتوی پروتئین توده سلولی کاهش یافت و در 7.5 pH به میزان 29 درصد کمتر شد. افزایش غلظت اولیه گلوکز از 10 تا 50 گرم در لیتر، تاثیر قابل توجهی بر محتوی پروتئین توده سلولی نداشت. همچنین در محیط کشت محتوی 50 گرم در لیتر گلوکز، محتوی پروتئین در توده سلولی تنها 5.67 درصد بیشتر از محیط کشت با 10 گرم در لیتر گلوکز بود. نتیجه گیری: با توجه به نتایج به دست آمده در این مطالعه، مدل سینتیکی مونود به عنوان یک مدل مناسب برای شبیه سازی رفتار قارچ آسپرژیلوس نایجر پیشنهاد می گردد.pH محیط کشت بر محتوی پروتئین های تک یاخته در توده سلولی موثر است. اما غلظت اولیه گلوکز در محیط کشت قارچ، تاثیری بر میزان تولید پروتئین های تک یاخته ندارد. تفاصيل المقالة

سابقه و هدف: ماکارونی از سال 1313 در ایران تولید می شود، اما کیفیت آن به دلیل عدم دسترسی به گندم دوروم و فناوری تولید سمولینا، مطلوب نیست. این مطالعه با هدف ارزیابی اثر پروتئاز قلیایی باسیلوس لیکنی فورمیس بر خواص کیفی، رئولوژیکی و حسی ماکارونی غنی شده با سویا انجام شد. مواد و روش ها: مقدار 1 کیلوگرم نمونه از خمیر و ماکارونی خشک طبق روش استاندارد برای ارزیابی ویژگی های کیفی، رئولوژیکی و حسی ماکارونی با افزودن پروتئین سویا هیدرولیز شده مورد استفاده قرار گرفت. از باکتری باسیلوس لیکنی فرمیس به دلیل قابلیت تولید آنزیم پروتئاز قلیایی برای هیدرولیز پروتئین های سویا استفاده شد. تولید پروتئاز قلیایی در کشت غوطه ور باسیلوس لیکنی فرمیس در9 pH و حرارت30 درجه سلیسیوس در مدت 3 روز انجام شد. یافته ها: با افزودن 20 درصد پروتئین سویا هیدرولیز شده، زمان پخت به میزان 15.78 درصد، مقاومت در برابر شکست یک رشته ماکارونی خشک به میزان 18.13 درصد، زمان گسترش خمیر به میزان 29.02 درصد و درجه سست شدن خمیر به میزان 6.27 درصد کاهش یافت. همچنین عوامل افت پخت به میزان 37/37 درصد، چسبندگی به میزان 57.24 درصد، میزان جذب آب به مقدار 5.55 درصد و زمان پایداری خمیر به میزان 16.44 درصد افزایش یافت. پذیرش کلی خواص حسی ماکارونی در نمونه حاوی 20 درصد پروتئین سویا هیدرولیز شده، 33 درصد نسبت به نمونه بدون آن بدتر بود. حداکثر میزان پروتئین سویا هیدرولیز شده قابل استفاده در فرمولاسیون خمیر ماکارونی بدون تاثیر منفی بر ویژگی های آن، 5 درصد تعیین گردید.نتیجه گیری: نتایج نشان داد که پروتئین سویا هیدرولیز شده گزینه مناسبی برای غنی سازی ماکارونی نمی باشد. تفاصيل المقالة

سابقه و هدف: ترکیبات سولفیدی فاضلاب سرامیک موجب آلودگی آب ها و از بین رفتن گیاهان و آبزیان می شوند. هدف از این پژوهش، ارزیابی حذف ترکیبات سولفیدی از فاضلاب صنایع سرامیک سازی با استفاده از باکتری بومی جداشده از پساپ و تیوباسیلوس تیوپاروس بود.مواد و روش ها: غنی سازی باکتری های بومی در اسیدیته 7، دمای 25 درجه سلیسیوس و سرعت همزن 200 دور در دقیقه با هوادهی 100 میلی لیتر در دقیقه در بیوراکتور دو لیتری برای 15 سیکل متوالی انجام شد. عملکرد باکتری های بومی و همچنین تیوباسیلوس تیوپاروس در حذف ترکیبات سولفیدی و تاثیر عواملی مانند اسیدیته و غلظت اولیه سولفید ارزیابی گردید.یافته ها: نرخ حذف تیوسولفات توسط باکتری های غنی شده، 250 میلی گرم سولفید در لیتر در ساعت، درصد تبدیل تیوسولفات، 100% و زمان اکسیداسیون تیوسولفات پس از 8 سیکل متوالی، 44 دقیقه به دست آمد. نرخ حذف سولفید توسط باکتری تیوباسیلوس تیوپاروس، 246.5 و توسط باکتری های بومی فاضلاب سرامیک، 276.5 میلی گرم در لیتر در ساعت بود. نرخ حذف سولفید توسط باکتری های غنی شده از 250 در اسیدیته 7 به 230 و 180 میلی گرم در لیتر در ساعت در اسیدیته های 8 و 9 کاهش یافت. این باکتری ها در غلظت سولفید 3000 میلی گرم در لیتر نیز عملکرد قابل قبولی داشتند. قابلیت باکتری تیوباسیلوس تیوپاروس در حذف سولفید در اسیدیته های 9 و 10 به ترتیب 2.5 و 4 برابر نسبت به اسیدیته 7 کاهش یافت. این باکتری تحمل غلظت های بالای سولفید را نداشت.نتیجه گیری: نتایج نشان داد که باکتری های جداسازی شده از فاضلاب کارخانه سرامیک قابلیت بالاتری در حذف ترکیبات سولفیدی نسبت به باکتری تیوباسیلوس تیوپاروس دارند. تفاصيل المقالة