امروزه، توسعه مهندسي ژنتيك امكان توليد پروتئين هاي نوتركيب جهت توليد داروها، واكسن هاي مختلف و همچنين استفاده از ناقل هاي غذايي براي مصارف درماني را فراهم كرده است. اگر چه ميزبان هاي مختلفي براي بيان پروتئين هاي نوتركيب مورد استفاده قرار مي گيرند اما هيچكدام امكان استفاده به صورت خوراكي و در قالب مدل غذايي را دارا نمي باشند. در اين پژوهش براي اولين بار ژن كد كننده پروتئين Amar.2 وارد وكتور گريد غذايي pNZ7025 شد و سپس طي فرايند الكتروپوريشتن، pNZ7025-Amar.2 وارد باكتري پروبيوتيك و داراي گريد غذايي Lactococcus lactis NZ1330 گرديد. برخلاف ساير سازه هايي كه ثبت اختراع شده و مبناي انتخاب باكتري كلون شده بر روي محيط كشت استفاده از آنتي بيوتيك مي باشد، براي اين باكتري و وكتور، مبناي انتخاب كلني ترانسفرم شده استفاده از آمينواسيد آلانين است. جهت اصلاح ساختار وكتور براي بيان پروتئين، 8 نوكلئوتيد كه فاصله ميان جايگاه اتصال ريبوزوم و كدون شروع بود با تكنيك Site-Directed Mutagenesis حذف و وكتور اصلاح شده مجدد وارد باكتري Lactococcus lactis NZ1330 شد. محيط كشت M17 به همراه گلوكز 1.5 درصد براي رشد باكتري نوتركيب استفاده شد. همچنين ديگر مزيت سازه بياني و ميزبان مورد استفاده قرار گرفته در اين اختراع اين است كه بر خلاف ساير سازه هاي موجود براي شروع بيان پروتئين نيازي به القاگر ندارد كه اين ويژگي در راستاي گريد غذايي بودن اين اختراع مي باشد. بيان پروتئين با استفاده از روش وسترن بلاتينگ و آنتي بادي Antipoly-histidine peroxidase مورد آناليز قرار گرفت كه بيشترين ميزان بيان در روز پنجم مشاهده شد. اميد است اختراع حاضر بتواند الگويي را فراهم اورد كه در ساير موارد مشابهي كه نياز به توليد پروتئين نوتركيب در شرايط in situ وجود دارد، مورد استفاده قرار گيرد.

استفاده مجدد از ضايعات صنايع مختلف در بسياري از موارد، راه گشاي حل مشكلات كمبود مواد غذايي و كاهش آلودگي¬هاي موجود در طبيعت مي¬باشد، زيرا علاوه بر كاهش هزينه¬هاي توليد، از ايجاد ضايعات و آلودگي محيط زيست كاسته و از به هدر رفتن منابع مغذي جلوگيري مي¬شود. برخي از پساب¬هاي كارخانجات صنايع لبني بدون صرف هزينه آماده سازي قابل استفاده هستند و منبع مناسب درمحيط كشت فرآيند¬هاي تخميري محسوب مي‌شوند. پساب دستگاه سپراتور كارخانجات لبني (لجن لبني) از جمله ضايعات مغذي و قابل استفاده در محيط كشت ميكروبي مي¬باشد. در اختراع حاضر لجن لبني به همراه كنجاله سويا و سولفات آمونيوم براي اولين بار در فرمولاسيون محيط كشت قرار گرفته است. همچنين در اين تحقيق براي اولين بار از اين محيط كشت جديد براي رشد باكتري Lactobacillus brevis PML1استفاده شد. ابتدا خصوصيات پروبيوتيكي شامل: تحمل شرايط اسيدي و صفراوي، مقاومت به آنتي¬بيوتيك¬ها، توانايي مهار پاتوژن¬ها و خاصيت آب¬گريزي سويه مورد نظر بررسي شد. سپس در آزمايش تكميلي، قابليت چسبندگي به سلول¬هاي Caco-2، توانايي سويه در ممانعت از چسبندگي Escherichia coli بيماري زاي انساني و همچنين زنده ماني در شرايط شبيه سازي شده معده و روده مورد ارزيابي قرار گرفت و با توجه به نتايج بدست آمده، مشخص شد سويه از پتانسيل پروبيوتيكي بالايي برخوردار است. گاما آمينوبوتيريك اسيد (گابا) يك آمينواسيد غيرپروتئيني و ماده موثره در تركيبات دارويي مربوط به بيماري¬هاي عصبي بوده كه توسط برخي سويه¬هاي باكتري¬هاي لاكتيك اسيد نيز توليد مي¬شود. گابا در بدن از يك سري پيام¬هاي مربوط به بيماري¬هاي سيستم عصبي و خود ايمني مانند MS، پاركينسون، شيزوفرني، سرطان، آلزايمر و... جلوگيري مي¬كند. به علت عوارض گاباي توليد شده با روش¬هاي شيميايي در گذشته، در اين اختراع از توليد بيولوژيكي اين اسيدآمينه استفاده شده است. هدف از اين پژوهش استفاده از فرمولاسيون جديد محيط كشت با تركيب پايه لجن لبني به منظور تخمير باكتري پروبيوتيك و توليدگاباي بيولوژيكي مي‌باشد. استفاده از لجن لبني به عنوان محيط كشت پايه براي رشد باكتري پروبيوتيك و توليد بيولوژيكي گابا توسط اين باكتري تا به حال انجام نشده و اين بهينه سازي براي اولين بار در اين پژوهش صورت گرفته است.

دانه هاي به توسط بوجاري و بطور دستي و به دقت جهت حذف تمام ذرات خارجي نظير گرد و خاك و ساير دانه ها تميز شدند. سپس جهت حذف گرد و غبار چسپيده به دانه ها آنها را با سه برابر حجمي اتانول مخلوط نموده به مدت 15 دقيقه روي همزن قرار داديم. پس از حذف كامل الكل در آون، به منظور جداسازي صمغ دانه به از دانه كامل به نسبت 20 به 1 به آن آب مقطر اضافه شد و به مدت 15 دقيقه در دماي 45 درجه سانتي گراد مخلوط آب و دانه به طور مداوم هم زده شد. جداسازي صمغ از دانه هاي متورم با عبور دانه ها از يك اكستر اكتور مجهز به صفحه چرخنده صورت گرفت. محلول بدست آمده پس از عبور از صافي خلاء به منظور حذف ذرات اضافي صاف شد و سپس در آون در دماي استخراج خشك شده آسياب شد و پس از بسته بندي در شرايط خشك و خنك نگهداري شد.

سم آفلاتوكسين يك ماده سرطانزا و جهش زا ست كه ارتباط آن با ايجاد سرطان كبد و نيز ناقص الخلقه زايي در افراد به اثبات رسيده است بنابراين وجود آن در محصولات غذايي يك عامل مخاطره آميز سلامتي انسان است. آلودگي پسته به آفلاتوكسين يك نقص بحراني در اين فراورده استراتژيك و صادراتي در جهان به شمار مي رود و كنترل و مقابله با يكي از دغدغه هاي توليد كنندگان، صادر كنندگان و مصرف كنندگان است. پوشش خوراكي حاوي مانوپروتئين مخمر ساكاروميسس جهت كاهش آفلاتوكسين پسته مي تواند بصورت يك لايه نازك بر روي مغز پسته پوشش شده و در اثر تماس با مغز پسته بواسطه دارا بودن تركيب جاذب بنام مانوپروتئين، آفلاتوكسين موجود در پسته را كاهش دهد. مانوپروتئين از ديواره سلولي مخمر ساكاروميسس سرويزيه با يك فناوري ساده استخراج شده است. پوشش خوراكي حاوي مانوپروتئين مخمر ساكاروميسس جهت كاهش آفلاتوكسين پسته از مخلوط نمودن ژلاتين و مانوپروتئين و آب ديونيزه توليده شده است كه همه اين تركيبات خوراكي بوده و مصرف آنها براي انسان بي ضرر است. پوشش خوراكي حاوي مانوپروتئين مخمر ساكاروميسس جهت كاهش آفلاتوكسين پسته يك اختراع كاملا نوآورانه است كه مي تواند در صنعت استفاده شود. خصوصا آنكه فناوري توليد آن بسيار ساده و قابل دسترس است.

دانه هاي بارهنگ كبير به طور دستي و به دقت جهت حذف تمام ذرات خارجي، سنگ ريزه و ساير مواد زائد تميز شدند. جهت حذف گرد و غبار چسپيده به دانه هاي بارهنگ كبير شست و شوي سطحي با آب سرد انجام گرديد. به منظور جداسازي موسيلاژ دانه بارهنگ كبير از دانه كامل به نسبت 60 به 1 آن آب مقطر اضافه شد و به مدت 90 دقيقه در دماي 75 درجه سانتي گراد و 7 pH= مخلوط آب و دانه توسط همزن پارويي با دور 1100 دور بر دقيقه عمل همزدن انجام گرديد. جداسازي موسيلاژ از دانه هاي متورم با عبور دانه ها از اكستراكتور مجهز به صفحه چرخنده (استخراج كننده آزمايشگاهي، شركت پارس خزر، ايران) جدا و پس از عبور از صافي جهت جداسازي ناخالصي ها، در دماي 45 درجه سانتي گراد داخل آون خشك گرديد. موسيلاژ به دست آمده آسياب شد و پس از بسته بندي در شرايط خشك و خنك نگهداري شد. اسانس هاي شويد و ترخون با روش تقطير با آب و به وسيله كلونجر اسانس گيري شدند. برهمكنش اسانس هاي شويد و ترخون به روش بازدارنده افتراقي مورد ارزيابي قرار گرفت. در نهايت پوشش ضد ميكروبي بر پايه موسيلاژ بارهنگ كبير (پنج گرم از موسيلاژ استخراج شده و 75/1 گرم توئين 80 درصد) با آب مقطراستريل به حجم 100 ميلي ليتر رسانيده شد و توسط همزن مغناطيسي حرارت داده شد و مخلوط گرديد، در انتها غلظت هاي 5/0، 1 و 5/1 درصد اسانس هاي شويد و ترخون (تركيبي) به محلول موسيلاژ اضافه شد و نمونه هاي گوشت گاو (اسلايس شده) به روش غوطه وري پوشش دهي شدند. آزمون هاي ميكروبي (شمارش كل باكتري هاي زنده، سرمادوست¬ها، كپك و مخمر، اشرشيا كلي و استافيلوكوكوس اورئوس)، آزمون هاي شيميايي (pH، عدد پراكسيد و تيوباربيوتيك اسيد) و ارزيابي حسي (رنگ، بو و پذيرش كلي) روي نمونه هاي گوشت گاو نگهداري شده در دماي يخچال (4 درجه سانتي گراد) در روزهاي (صفر، 3، 6، 9، 12، 15 و 18) انجام پذيرفت. براساس آناليز هاي ميكروبي (تعداد كل باكتري هاي زنده) زمان ماندگاري نمونه پوشش داده شده با موسيلاژ بارهنگ كبير (فاقد اسانس) و نمونه¬هاي حاوي غلظت هاي 5/0، 1 و 5/1 درصد اسانس هاي شويد و ترخون نسبت به نمونه كنترل افزايش يافت.

اختراع حاضر، نانوالياف كيتوزان-پلي اتيلن اكسايد حامل بوفورينI است كه با استفاده از فرايند الكتروريسي توليد شده است.اين اختراع مربوط به حوزه نيازهاي انساني مي باشد و با توجه به ويژگي هاي مطلوب آن به ويژه خاصيت ضد ميكروبي آن عليه طيف وسيعي از ميكروارگانيسم ها، مي تواند به عنوان پوشش هاي زيست تخريب پذير براي به تعويق انداختن فساد مواد غذايي و يا به عنوان پوشش زخم هاي مزمن و باز مورد استفاده قرار گيرد. همچنين لازم به ذكر است كه بوفورينI كه به عنوان ماده ضدميكروبي روي نانوالياف كيتوزان-پلي اتيلن اكسايد بارگذاري شده است، از دسته پپتيدهاي ضدميكروبي كاتيونيك است. استفاده از اين پپتيدها به علت قدرت بالا و تمايل كم براي توسعه مقاومت، به عنوان پاسخي براي چالش جهاني گسترش روزافزون باكتري هاي مقاوم به آنتي بيوتيك مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. اما مهمترين مشكلاتي كه مانع استفاده اين پپتيد ها مي شود، حساسيت آن ها در برابر تخريب هاي پروتئوليتكي محيطي مانند آنزيم هاي موجود در محيط و همچنين عدم كنترل رهايش آنها در محيط است. لذا در اين اختراع از روش الكتروريسي براي بارگذاري پپتيد بوفورين I براي توليد نانوالياف استفاده گرديد. بدين ترتيب، توليد داربست كيتوزان –پلياتيلن اكسايد حاوي غلظت هاي مختلف بوفورين I به روش الكتروريسي انجام شد و ويژگي هاي نانوالياف توليد شده شامل مورفولوژي، رفتار حرارتي، پيوند هاي شيميايي، ساختارهاي كريستالي، خاصيت ضد ميكروبي، سميت سلولي و فعاليت هموليتيك آنها مورد ارزيابي قرار گرفت. نانوالياف توليد شده، نه تنها خاصيت ضدميكروبي چشمگيري داشتند و قدرت ممانعت كنندگي از رشد آنها نسبت به ديسك هاي تجاري حامل آنتي بيوتيك بالاتر بود، بلكه با كنترل رهايش پپتيد در محيط منجر به حفظ فعاليت ضدميكروبي اين نانوالياف براي مدت طولاني گرديد. Production of biodegradable and antimicrobial nanofibers carrying the cationic peptide Buforin I