1-1- مقدمه…………………………………………………………………………. 3

1-2- هدف از انجام این تحقیق……………………………………………………. 5

1-3- پیگمان های میکروبی……………………………………………………….. 5

1-3-1 تعریف پیگمان های میکروبی……………………………………………… 5

1-3-2 تقسیم بندی پیگمان ها…………………………………………………… 6

1-3-2-1 ریبوفلاوین…………………………………………………………………. 6

1-3-2-2 کانتاگزانتین……………………………………………………………….. 6

1-3-2-3 کارتنوئیدها……………………………………………………………….. 6

1-3-2-4 پرودیجیوسین…………………………………………………………….. 7

1-3-2-5 فیکوسیانین………………………………………………………………. 7

1-3-2-6 ویولاسئین………………………………………………………………… 7

1-3-2-7 آستاگزانتین………………………………………………………………. 7

1-3-3 فاکتورهای موثر در تولید پیگمان میکروبی………………………………. 8

1-3-3-1 دما………………………………………………………………………… 8

1-3-3-2 pH…………………………………………………………………………

1-3-3-3 منبع کربن……………………………………………………………….. 8

1-3-3-4 منبع نیتروژن…………………………………………………………….. 8

1-3-3-5 نوع تخمیر………………………………………………………………… 8

1-3-3-6 مواد معدنی……………………………………………………………… 8

1-3-4 پایداری پیگمان های میکروبی…………………………………………… 9

1-3-5 میکروب های مولد پیگمان……………………………………………….. 9

1-3-5-1 باکتری ها……………………………………………………………….. 9

1-3-5-2 قارچ ها………………………………………………………………… 10

1-3-5-3 گلسنگ ها……………………………………………………………. 11

1-3-5-4 مخمرها………………………………………………………………… 11

1-3-5-5 جلبک ها……………………………………………………………….. 11

1-3-6 کاربردهای پیگمان های میکروبی……………………………………… 12

1-3-6-1 داروسازی………………………………………………………………. 12

1-3-6-2 مواد غذایی……………………………………………………………. 14

1-3-6-3 پزشکی……………………………………………………………….. 14

1-3-6-4 دیگر کاربردها………………………………………………………….. 15

1-4- تعریف SPF…………………………………………………………………

1-4-1 ضریب یا عیار حفاظتی………………………………………………… 18

1-4-2 حداقل مقدار اشعه ماورا بنفش ایجاد کننده قرمزی پوست (MED)…18

1-4-3 ضریب یاعیار حفاظتی میانگین……………………………………….. 19

1-4-4 ضریب یا عیار حفاظتی برچسب………………………………………. 19

1-4-5 ضریب حفاظتی آزمون شده (Test)…………………………………… 19

1-5- کاربرد و مزایای کرمهای ضد آفتاب………………………………………. 19

فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق

2-1- پیشینه تحقیقات انجام شده…………………………………………… 22

فصل سوم: مواد و روش ها

3-1- تجهیزات و مواد مورد نیاز………………………………………………… 27

3-1-1 تجهیزات دستگاهی……………………………………………………. 27

3-2- مواد………………………………………………………………………… 28

3-3- اجزاء محیط های کشت مورد استفاده و روش های تهیه آنها…………28

3-3-1 محیط کشت TSA……………………………………………………….

3-3-2 محیط کشت water agar………………………………………………

3-3-3 محیط کشت PDA………………………………………………………

3-3-4 محیط کشت YGC(yeast extract chloramphenicol agar)………..

3-4- نمونه گیری……………………………………………………………… 29

3-4-1 نمونه گیری از هوا و کشت نمونه…………………………………… 29

3-4-2 نمونه گیری از خاک و کشت نمونه …………………………………  30

3-4-3 نمونه گیری از آب و کشت نمونه……………………………………. 30

3-4-4 نمونه های گرفته شده از سطح برگ و گل و کشت آنها…………..31

3-4-5 نمونه برداری از گلسنگ های استان کرمان………………………. 31

3-5- خالص سازی باکتری ها و قارچ های جدا سازی شده در مراحل غربالگری…..31

3-6- نگهداری سویه های قارچی و باکتریایی……………………………. 31

3-6-1 نگهداری کوتاه مدت…………………………………………………. 31

3-6-2 نگهداری طولانی مدت جدایه های قارچی و باکتریایی……………31

3-7- ارزیابی تولید پیگمان توسط جدایه ها………………………………. 32

3-7-1 جدایه های قارچی………………………………………………….. 32

3-7-2 جدایه های باکتریایی……………………………………………….. 32

3-8- استخراج پیگمان از توده های زیستی مورد مطالعه بدست آمده در مرحله غربالگری…32

3-9- آماده سازی محلولی از پیگمانهای تهیه شده برای تهیه طیف اسپکتروفتومتریمورد نظر برای آنالیزهای دستگاهی…33

3-10- خشک کردن پیگمان های محلول………………………………… 34

3-10-1 خشک کردن در انجماد و سرما (لیوفیلیزاسیون)……………….34

3-10-2 خشک کردن در دمای محیط……………………………………. 34

3-11- ارزیابی جذب اشعه ماوراءبنفش توسط محلول های رنگی تهیه شده از پیگمان های بدست آمده در مرحله غربالگری….35

3-11-1 محاسبه فاکتور محافظت در مقابل اشعه ماوراء بنفش(SPF)…35

3-12- شناسایی جدایه های قارچی مولد پیگمان های دارای توانایی جذب حداکثر اشعه ماوراء بنفش…36

3-12-1 گسترش مرطوب (wet preparation)………………………….. 37

3-12-2 تکنیک چسب نواری شفاف…………………………………….. 37

3-12-3 تکنیک کشت روی لام (اسلاید کالچر)………………………….. 37

3-13- تعیین هویت بیوشیمیایی سویه باکتریایی مورد نظر…………….38

3-14- تعیین هویت مولکولی سویه باکتریایی و قارچی مورد نظر……..38

فصل چهارم: نتایج یافته های تحقیق

4-1- نتایج کشت نمونه های هوا……………………………………….. 40

4-2- نتایج کشت نمونه های خاک……………………………………… 42

4-3- نتایج کشت نمونه های آب………………………………………… 43

4-4- نتایج کشت نمونه های گرفته شده از سطح برگ و گل…………..44

4-5- نتایج خالص سازی باکتری ها و قارچ های جدا سازی شده در مرحله غربالگری….45

4-6- ارزیابی موثر بودن روش های نگهداری سویه های بدست آمده در مرحله غربالگری در زنده ماندن جدایه های مورد نظر…46

4-7- نتایج ارزیابی روش های میکروسکوپی در شناسایی جدایه های قارچی…46

4-8- نتایج ارزیابی های بیوشیمیایی در جدایه باکتریایی مورد نظر…51

4-9- نتایج ارزیابی ملکولی جدایه باکتری های مورد نظر……………..51

4-10- نتایج ارزیابی تولید پیگمان توسط جدایه ها……………………. 52

4-11- نتایج آماده سازی پیگمان های مورد نظر برای اندازه گیری توانایی جذب اشعة u.v (تعیین فاکتور spf)…52

4-12- نتایج خشک کردن نمونه ها در روش های خشک کردن در انجماد (لیوفیلیزاسیون) و تبخیر در دمای 37 درجه سانتی گراد…52

4-13- نتایج استخراج پیگمان از تودههای زیستی جدایه های بدست آمده در مرحله غربالگری…54

4-14- ارزیابی تعیین فاکتور SPF پیگمانهای مورد نظر……………….. 57

فصل پنجم: بحث و پیشنهادات

5-1- بحث…………………………………………………………………. 59

5-2- پیشنهادات………………………………………………………….. 63

منابع و مآخذ………………………………………………………………. 64

فهرست منابع فارسی…………………………………………………… 64

فهرست منابع انگلیسی………………………………………………… 65

چکیده انگلیسی…………………………………………………………..71

چکیده:

بیشترین پیگمان­های طبیعی امروزه از گیاهان و جانوران استخراج می­شوند. امروزه توجه محققان به  پیگمان­های میکروبی معطوف شده است، زیرا این دست از پیگمان­ها طبیعی بوده و کاربردهای دارویی، صنعتی، غذایی و آرایشی بهداشتی دارند. تولید پیگمان توسط میکروارگانیسم­ها نسبت به منابع دیگر با اهمیت بوده زیرا میکروارگانیسم­ها رشد سریع داشته، استخراج رنگدانه از آن­ها راحت­تر بوده، تولید آن­ها وابستگی به شرایط جوی و خصوصیات جغرافیایی نداشته و همچنین از تنوع بالایی برخوردار بوده و تولید آن­ها قابل کنترل بوده و محصول نهایی آن­ها نیز قابل پیش بینی است. هدف از پروژه حاضر ارزیابی برون تنی جذب اشعه ماورای بنفش پیگمان­های میکروبی و تعیینSPF  آنها بوده است در این مطالعه پیگمان­های استخراج شده از گلسنگ توسط آمونیاک و پیگمان­های میکروب­های بدست آمده در مرحله غربالگری توسط حلال­های آب، DMSO بعد از جداسازی و خشک کردن در حلال­های مورد نظر حل شده و در 3 غلظت مختلف جذب آن­ها در طول موج­های بین محدوده 200 تا 700 نانومتر توسط دستگاه اسپکتروفتومتر قرائت و فاکتور محافظت از نور خورشید (SPF) در خصوص آنها محاسبه گردید نتایج نشان می­دهد که در بین نمونه­های مورد مطالعه پنج کپک، سه گلسنگ و یک باکتری در جذب uv کارایی خوبی داشته و از بین آنها یک باکتری و 2 کپک دارای فاکتور SPF به ترتیب 7، 272 و 140 بوده که متعلق به جنس­های باسیل گرم منفی غیرتخمیری (عدم تعیین هویت) و پنی سیلیوم و آسپرژیلوس بوده ­اند.

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

علم بیوتکنولوژی، مجموعه­ای از متون و روش­ها است که برای تولید، تغییر و اصلاح فرآورده­ها، به نژادی گیاهان و جانوران و تولید میکروارگانیسم­ها برای کاربردهای ویژه از ارگانیسم­های زنده استفاده      می­شود. کاربرد بیوتکنولوژی در پزشکی به وسعت علم پزشکی بوده و حتی این علم با سرعت روز افزون به وسعت و دامنه علم پزشکی می­افزاید. از مهمترین کاربردهای بیوتکنولوژی در پزشکی می­توان به موارد تأثیر دگرگون بخش در امر درمان بیماری­های عفونی، ژنتیکی، سوء تغذیه و متابولیسم و نازائی، پزشکی قانونی و تأثیر دگرگون بخش در پزشکی زیبایی اشاره کرد (ملک زاده 1380، 75).

باکتری­های پیگمان دار از جمله باکتری­هایی هستند که قادر به سنتز پیگمان بعنوان یک متابولیت ثانویه می­باشند. در مقایسه با سویه­­های بدون پیگمان خود، تفاوت­هایی را از نظر مقاومت نسبت به عوامل فیزیکی و شیمیایی از خود نشان می­دهند. بسیاری از رنگدانه­هایی که امروزه در روند تولید مواد غذایی، مواد رنگی، آرایشی بکار می- روند، گرایشی جهانی نسبت به تولید رنگدانه از منابع طبیعی ایجاد شده است.       رنگدانه­های طبیعی از دو منبع مهم گیاهان و میکروارگانیسم­ها حاصل می­شوند. تولید رنگدانه توسط میکروارگانیسم­ها نسبت به منابع دیگر بسیار اهمیت دارد زیرا میکروارگانیسم­ها با رشد سریع، بازدهی بالاتر و استخراج راحت­تر، عدم وابستگی به شرایط جوی و گستردگی تنوع رنگ بیشتر نسبت به سایر منابع زیستی دارای مزایای بیشتری است. در این تحقیق اثرجذب اشعه ماورای بنفش پیگمان­های  میکروارگانیسم­ها که می توانند در فرآورده­های ضدآفتاب کاربرد داشته باشد مورد بررسی قرار گرفته است (Joshi 2003, 1302-1306).

فرآورده­های ضد آفتاب حاوی ترکیباتی هستند که از پوست در برابر اشعه مضر آفتاب (بعنوان مثال اشعه UV) حفاظت می­کند.

سه نوع تابش UV خورشید وجود دارد:

الف-UVA: تابش اشعه­ی فرابنفش با طول موج nm400-320 که شامل 2 نوع می­باشد: UVA1 (nm 400تا340) و UVA2 (nm 340 تا 320) که از سطح فوقانی پوست (تا سطح