بهينه سازي توليد پكتيناز پريفورموسپورا اينديكا از ضايعات چغندرقند به روش تاگوچي‌

Optimization of Piriformospora indica pectinase production from sugar beet pulp by Taguchi method

پكتينازها به‌عنوان يك گروه بزرگ از آنزيم‌ها، پكتين را به‌ مولكول‌هاي ساده‌تر نظير اسيد گالاكتورونيك تجزيه مي‌كنند و به‌طورگسترده توسط بسياري از ميكروارگانيسم‌ها توليد مي‌شوند. امروزه ضايعات فراوان صنايع كشاورزي و فرآوري ميوه شامل تفاله چغندرقند، سيب و مركبات به‌عنوان منابع غني از پكتين براي القاء توليد پكتيناز توسط بسياري از ميكروارگانيسم‌ها بكار برده مي‌شوند. هدف اين پروژه بهينه‌سازي توليد پكتيناز قارچ پريفورموسپورا اينديكا از تفاله چغندرقند به روش طراحي آزمايش تاگوچي بود. پريفورموسپورا اينديكا در محيط كشت كافر حاوي تفاله چغندرقند كشت داده شد، سپس ميزان زيست‌توده و توليد اسپور قارچ، فعاليت آنزيمي و پروتئين محلول به مدت ده روز اندازه‌گيري گرديد. براساس نتايج، بيشينه توليد زيست‌توده و آنزيم در روز ششم پس از تلقيح به‌ترتيب 6/125 گرم در ليتر و 3/8 واحد در ميلي‌ليتر اندازه‌گيري شد. علاوه بر اين اثر غلظت‌هاي مختلف پارامترهايي مانند گلوكز و سولفات آمونيوم به تنهايي و نيز اثر متقابل آنها مورد بررسي قرار گرفت. براساس نتايج، با افزايش غلظت آنها به تنهايي فعاليت آنزيمي روند افزايشي نشان داد اما اثر متقابل آنها با تفاله چغندرقند موجب كاهش فعاليت آنزيمي شد. فعاليت آنزيمي با روش تاگوچي به 8/35 واحد در ميلي‌ليتر رسيد كه 2/5 برابر شرايط غير بهينه بود. در مجموع توليد پكتيناز توسط پريفورموسپورا اينديكا از تفاله چغندرقند به‌عنوان سوبستراي مناسب و ارزان قيمت علاوه بر ارزش اقتصادي، موجب كاهش آلودگي زيست محيطي نيز مي‌شود.

Pectinases, as a large group of enzymes, catalysis break down of pectin to smaller molecules including galacturonic acid, and they are widely produced by many microorganisms. Nowadays, abundant waste from agriculture and fruit processing industries including sugar beet pulp, apple and citrus pomace as rich source of pectin are employing to induce pectinase production by many microorganisms. The aim of this study was optimization of Piriformospora indica pectinase production by using sugar beet pulp (SBP) by Taguchi method. First, P. indica was cultured on Kaefer medium supplemented with SBP, then biomass and spore production, enzyme activity and total protein content were measured for ten days. According to the results, maximum biomass production and pectinase activity were detected, 6.125 g/l and 3.2 U/ml in the presence of SBP at 6th day, respectively. Furthermore the effect of different concentrations of glucose and ammonium sulphate and their interaction on enzyme activity was investigated. Based on the results by increasing the amount of them alone the activity was increased but in the case of their interaction with sugar beet pulp the activity was decreased. Next, enzyme production was optimized by Taguchi method to 8.35 U/ml which was 2.5 times more than non-optimized condition. In conclusion, because of pectinase production of P. indica by using sugar beet pulp as a suitable and cheap substrate, economically is valuable and moreover cause to decrease environmental pollution.