Revista de tecnología microbiana y bioquímica

Abstracto

Optimización de los parámetros del proceso de fermentación y lixiviación en estado sólido para mejorar la producción de xilanasa por Streptomyces sp. endofítico ESRAA-301097

Mervat MA El-Gendy y Ahmed MA El-Bondkly

En el curso de nuestro programa de búsqueda de endófitos microbianos de plantas medicinales (Cympobogon proximus, Anethum graveolens, Artemisia judaica y Corchorus olitorius), la cepa endófita Streptomyces sp. ESRAA-301097 derivada de Cympobogon proximus resultó ser la hiperproductora de xilanasa. La selección de varios residuos agroindustriales disponibles localmente como soporte de sustrato para la producción de xilanasa bajo SSF mostró una mezcla de salvado de trigo (WB); bagazo de caña de azúcar (SCB) con mazorca de maíz (CC) en una proporción de 0,5:1:1 como inductor eficiente para la inducción de la producción de xilanasa ESRAA-301097, ya que proporcionó la mayor productividad enzimática (2364 Ugds-1) en el cuarto día de fermentación en comparación con WB, SCB o CC individuales (1167, 1241 o 1404 Ugds-1) después de 3, 4 y 4 días de incubación. La producción de xilanasa se mejoró a 3819 Ugds-1 después de optimizar los parámetros del proceso físico, incluida la temperatura de 30-40 °C, pH 7,0, un nivel de inóculo de 107 esporas gds-1, 80-85 % de contenido de humedad inicial y tamaño de partícula del sustrato de 800 μm. Se logró un aumento general del 23,96 % en la producción de enzimas con una mezcla de sólidos de remojo de soja y maíz como fuente de nitrógeno, pero no se obtuvo ninguna mejora con ningún suplemento de carbono o metal. Mientras que el rendimiento de xilanasa se dilucidó a 5709,2 Ugds-1 añadiendo Tween 20, el SDS reprimió su producción a 750,29 Ugds-1. Se encontró que los parámetros de lixiviación optimizados para la extracción efectiva de xilanasa (6312,45 Ugds-1) de la mezcla sólida fermentada eran un tampón de citrato (0,1 M, pH 4,0) que contenía 0,2 % de Tween 80 como agente de lixiviación, un volumen de extractante de 1:8 - 1:10 (p/v), un tiempo de remojo de 120 min, un pH de lixiviación de 4 y una temperatura de lixiviación de 50 °C con agitación a 150 rpm. Se logró un nivel general de purificación de 44,61 veces de Streptomyces sp. ESRAA-301097 y una recuperación de xilanasa del 32,52 % con una actividad específica de 493,48 Umg-1. La enzima purificada mostró una única banda proteica en SDS-PAGE, lo que indica la naturaleza monomérica de la enzima con un peso molecular de ~31,5 kDa. Además, mientras que los inhibidores de la cisteína proteasa (1, 10-fenantrolina y ditiotreitol), la metaloproteasa (EDTA y EGTA) y la tioproteasa (yodoacetamida y p-cloromercuribenzoato) no tuvieron efecto o tuvieron un efecto mínimo sobre la actividad de la xilanasa, el inhibidor de la serina proteasa (PMSF) la redujo notablemente.