بهينه سازي آماري توليد سلولاز به وسيله باسيلوس آرئوس سويه AV10 با روش تخمير حالت جامد ضايعات سلولزي و تعيين خصوصيت نسبي آن

Statistical optimization of Cellulase production by Bacillus aerius AV10 in solid-state fermentation of cellulosic wastes and it,s partial characterization

سلولازها يكي از مهم‌ترين آنزيم‌هاي صنعتي براي اكثر فرآيندهاي تبديل زيستي هستند. در اين مطالعه باسيلوس آرئوس به عنوان بهترين باكتري‌ ترموفيل تجزيه‌كننده سلولز از چشمه آب‌گرم گروه در كرمان جداسازي و شناسايي شد. اين باكتري بر اساس تست‌هاي ميكروبي- بيوشيميايي و توالي‌يابي ژن rRNA S16 به عنوان باسيلوس آرئوس شناخته شد. شرايط توليد آنزيم سلولاز توسط اين باكتري در تخمير حالت جامد مورد بررسي قرار گرفت. pH، رطوبت، عصاره‌مخمر و MgSO4 به عنوان عوامل قابل توجه در فعاليت اندوگلوكاناز، اگزوگوكاناز و Fpase به وسيله طراحي پلاكت- برمن مشخص شدند. روش سطح- پاسخ (RSM‌) و طرح تركيبي مركزي (CCD) با 4 عامل و 5 سطح جهت بهينه‌سازي توليد آنزيم مورد استفاده قرار گرفت كه نتايج محدوده بهينه pH، MgSO4، رطوبت و عصاره‌مخمر را به ترتيب 6/2، %0/29، %‌61/4، %1/65 نشان داد. در حالت بهينه بيش‌ترين مقدار توليد CMCase،(U/ml) 561/1203 به دست آمد. pH و دماي بهينه آنزيم در هيدروليز كاه گندم به ترتيب 7 و 60 درجه سانتي‌گراد به دست آمد.

Cellulases are important industrial enzymes for the most bioconversion processes. In this study, Bacillus aerius isolated and identification as the best thermophilic cellulose degrading bacterium from Gorooh hot spring and was identified as Bacillus aerius AV10 based on 16S rRNA sequence homology and microbial-biochemical tests. Cultivation conditions of cellulase production by Bacillus aerius AV10 in solid-state fermentation (SSF) were investigated. The moisture content, yeast extract, MgSO4 and initial culture pH were identified by Plackett-Burman design (PBD) as the significant factors for endoglucanase, exoglucanase and filter paper (FPA) activities. Response surface Methodology and central composite design by 5-level and 4-factor were used for the optimization of enzyme. The optimal ranges of moisture content, yeast extract, MgSO4 and initial culture pH were 61.4%, 1.65%, 0.29% and 6.2, respectively. Under the optimized conditions, maximum CMCase production was 561.12 U/ml. The optimal pH and temperature of the enzyme for wheat straw hydrolysis were determined to be 7.0 and 60 °C.