Modulating the production of xylanase by Bacillus pumilus BS131 through optimization using waste fiber sludge / Modulando a produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 por meio da otimização usando lodo de fibra residual

Abstract In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.

Resumo Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.

Modulating the production of xylanase by Bacillus pumilus BS131 through optimization using waste fiber sludge / Modulando a produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 por meio da otimização usando lodo de fibra residual

In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.

Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.

Modulating the production of xylanase by Bacillus pumilus BS131 through optimization using waste fiber sludge

Abstract In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.

Resumo Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.

Enhanced production of ß- glucosidase by locally isolated fungal strain employing submerged fermentation / Aumento da produção de ß-glucosidase por estirpe fúngica isolada localmente, por fermentação submersa

ß-glucosidase has wide spectrum of biotechnological applications in different industries including food, textile, laundry detergents, pulp and paper, pharmaceutical and biofuel industry. The present investigation related to isolation, screening, and process optimization of fungal strain for enhanced production of ß-glucosidase (BGL). For this purpose, different fungal stains were isolated from different sources including soil, fruits, bark of tree as well as from the compost. The screening of fungal strain for BGL production was carried out via submerged fermentation. All the tested strains were identified on the basis of micro and macroscopic features. The fungal strain having greater ability for BGL synthesis among tested ones wasidentified as Aspergillus niger and given the code SBT-15. The process parameter including fermentation media, temperature, pH, rate of fermentation, carbon and nitrogen sources, volume of media were optimized. Five different fermentation media were evaluatedM3medium gave maximum production. The optimal conditions for BGL production was 72 hours of incubation at 40°C, pH 6 and 50 ml fermentation medium. Glucose (1%) and ammonium sulphate(3%) were optimized as best carbon and nitrogen sources, respectively.

A ß-glicosidase possui amplo espectro de aplicações biotecnológicas em diferentes indústrias, incluindo alimentos, têxteis, detergentes para lavanderia, papel e celulose, indústria farmacêutica e de biocombustíveis, etc. A presente investigação relaciona-se ao isolamento e triagem e otimização de processos de cepas fúngicas para produção aumentada de ß- glucosidase (BGL). Para este efeito, diferentes manchas fúngicas foram isoladas a partir de diferentes fontes, incluindo solo, frutos, casca de árvore, bem como a partir do composto. A triagem da linhagem fúngica para produção de BGL foi realizada via fermentaçãosubmersa. Todas as cepas testadas foram identificadas com base em características micro e macroscópicas. A linhagem fúngica com maior capacidade de síntese de BGL entre os testados foi identificada como Aspergillus niger e recebeu o código SBT-15. O parâmetro do processo, incluindo meios de fermentação, temperatura, pH, taxa de fermentação, fontes de carbono e nitrogênio, volume de mídia foram otimizados. Cinco meios de fermentação diferentes foram avaliados. O meio M3 deu a produção máxima. As condições ótimas para a produção de BGL foram 72 horas de incubação a 40 ° C, pH 6 e 50ml de meio de fermentação. Glicose (1%) e sulfato de amônio (3%) foram otimizados como melhores fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente.

Endoglucanase production by endophytic fungi isolated from vitis labrusca l. with peanut hull and sawdust as substrates / Produção de endoglucanase por fungos endofíticos isolados de Vitis labrusca L. utilizando casca de amendoim e serragem como substratos

Endoglucanases are enzymes widely employed in different industrial fields, albeit with high production costs. Studies on new microbial sources and low-cost substrates are highly relevant, including those on agro-industrial. Current analysis evaluates peanut hull (PH) and sawdust (SD) as substrates for submerged cultures of 14 endophytic fungi isolated from grapevine (Vitis labrusca L.) cultivars Bordô and Concord. Endophytes were grown on a carboxymethylcellulose (CMC) medium and the cup plate assay showed that eight strains (belonging to genera Cochliobolus, Diaporthe, Fusarium and Phoma) had positive results: enzymatic halos ranged from 10.8±0.02to 15.5±0.07 mm in diameter. Diaporthe sp. strains (GenBank accession codes KM362392, KM362368 and KM362378) and Fusariumculmorum KM362384 were highlighted as the most promising sources. Further, PH and SD as substrates for the fermentation of these fungi were evaluated by the cup plate assay and endoglucanase activity assay. Highest halo diameters were obtained for Diaporthe sp. KM362392: 16.1±0.01 mm (CMC), 14.5±0.01 mm (PH) and 14.7±0.03 mm (SD). The fungus also presented the highest levels of endoglucanase activity: analysis of variance revealed that CMC (3.52±0.98 µmol/min), PH (2.93±0.23 µmol/min) and SD (3.26±0.38 µmol/min) were similarly efficient as substrates. Results deepen knowledge on V. labrusca endophytes that may be endoglucanase sources, eventhough further optimizations in submerged cultures with PH and SD should be undertaken to increase theenzymatic production from these wastes.

Endoglucanases são enzimas amplamente empregadas em diferentes setores industriais; embora sua produção apresente custos elevados. Estudos sobre novas fontes microbianas e substratos mais baratos são de grande importância, incluindo os resíduos agroindustriais. Nesse estudo, casca de amendoim (CA) e serragem (SE) foram testadas como substratos para o cultivo submerso de 14 fungos endofíticos isolados das cultivares Bordô e Concord de videira (Vitis labrusca L.) Os endófitos foram crescidos em meio contendo carboximetilcelulose (CMC) e o ensaio cup plate mostrou resultados positivos para oito fungos (pertencentes aos gêneros Cochliobolus, Diaporthe, Fusarium and Phoma); os halos enzimáticos variaram entre 10,8±0,02 e 15,5±0,07 mm de diâmetro. Linhagens de Diaporthe sp. (códigos de acesso no GenBank KM362392, KM362368 e KM362378) e Fusariumculmorum KM362384 se destacaram como produtores mais promissores. Então, o uso de CA e SE como substratos para a fermentação desses fungos foi avaliado pelo ensaio cup plate e pela quantificação da atividade de endoglucanase. Os maiores halos enzimáticos foram obtidos para Diaporthe sp. KM362392: 16,1±0,01 mm (CMC), 14,5±0,01 mm (CA) e 14,7±0,03 mm (SE). Esse fungo também apresentou os maiores níveis de endoglucanase: a análise de variância revelou que CMC (3,52±0,98 µmol/min), CA (2,93±0,23 µmol/min) e SE (3,26±0,38 µmol/min) foram substratos similarmente eficientes. Esses resultados expandem o conhecimento sobre endófitos de V. labrusca que são fontes de endoglucanases; futuras otimizações quanto ao cultivo submerso com CA e SE podem ser utilizadas para aumentar a produção enzimática a partir do uso desses resíduos.

Produção de enzimas por fungos filamentosos / Production of enzymes by filamental fungi

Estudos utilizando fungos endofíticos como produtores de metabólitos secundários de interesse biotecnológico vem sendo explorados. Assim, o presente trabalho objetivou avaliar a produção de enzimas por fungos filamentosos endofíticos, sendo escolhida a cepa 50 (C50), proveniente da coleção de cultura do Laboratório de Produtos Naturais e Biotecnologia (LPNBio) da UESB. A produção das enzimas amilase, celulase, invertase, lipase e poligalacturonase foi avaliada pelo o índice enzimático, atividade enzimática e verificado o tempo de fermentação de maior produtividade. Com exceção da invertase, a C50 apresentou atividade para as demais enzimas, destaque para lipase e poligalacturonase no tempo de 96 horas de fermentação. Estes resultados mostraram que a C50 tem potencial para ser explorada como produtora de enzimas.

Process optimization for pectinase production by locally isolated fungal strain using submerged fermentation / Otimização de processos para produção de pectinase por cepa fúngica localmente isolada usando fermentação submersa

The present study deals with the isolation screening and optimization of fungal strain for pectinase production. The fungal strains were isolated from different sources, including soil, fruits etc. Qualitative screening was performed on the basis of the pectin hydrolysis zone. While, quantitative screening was carried out employing submerged fermentation. Among all the strains the strains showing highest pectinolytic potential were selected identified and assigned the code Aspergillus niger ABT-5.The influence of different fermentation media on pectinase production was evaluated. The M5 medium containing 10g wheat bran, nutrient medium containing (g/l) of (NH4)2SO4 6.0, K2HPO4 6.0, KH2PO4 6.0, MgSO4.7H2O 0.1 gave the highest pectinase production. The other important physico chemical parameters including incubation period, temperature, and volume of media, size of inoculum, carbon and nitrogen sources were also optimized for pectinase production. The highest pectinase production (15.5U/ml) was obtained at 72h of incubation, pH 6, temperature 30°C, volume of media 50ml. Fructose and urea were designated as best carbon and nitrogen sources subsequently.

O presente estudo trata da triagem de isolamento e otimização da cepa fúngica para produção de pectinase. As cepas fúngicas foram isoladas de diferentes fontes, incluindo solo, frutas, etc. A triagem qualitativa foi realizada com base na zona de hidrólise da pectina. Enquanto, a triagem quantitativa foi realizada utilizando fermentação submersa. Entre todas as cepas, as cepas que apresentaram maior potencial pectinolítico foram selecionadas e atribuídas ao código Aspergillus niger ABT-5. Avaliou-se a influência de diferentes meios de fermentação na produção de pectinase. O meio M5 contendo 10g de farelo de trigo, meio nutriente contendo (g / l) de (NH4)2SO4 6.0, K2HPO4 6.0, KH2PO4 6.0, MgSO4.7H2O 0.1, proporcionou a maior produção de pectinase. Os outros parâmetros físico-químicos importantes, incluindo período de incubação, temperatura e volume dos meios, tamanho do inóculo, fontes de carbono e nitrogênio também foram otimizados para a produção de pectinase. A maior produção de pectinase (15,5U / ml) foi obtida às 72h de incubação, pH 6, temperatura 30 ºC, volume dos meios 50ml. A frutose e a ureia foram designadas como melhores fontes de carbono e nitrogênio posteriormente.

Produção e caracterização de protease fibrinolítica de Streptomyces parvulus DPUA 1573 / Production and characterization of fibrinolytic protease from Streptomyces parvulus DPUA 1573

As proteases fibrinolíticas são capazes de degradar coágulos de fibrina formados dentro dos vasos sanguíneos, evitando a trombose intravascular. Em animais, a tromboflebite, que acomete frequentemente os equinos, ocasiona, em seus casos graves, a obstrução jugular e também um edema de laringe, derivando a obstrução das vias aéreas, o que possibilita um edema cerebral, ocorrendo o óbito do animal. Devido ao fato de o tratamento ser de custo elevado, faz-se necessária a investigação de outras fontesde proteases fibrinolíticas com custos menores e com menos efeitos colaterais. Diante disso, este estudo tem como objetivo produzir e caracterizar proteases fibrinolíticas obtidas de Streptomyces parvulus DPUA 1573. Para produção da enzima, foi utilizado um planejamento fatorial 24 avaliando a concentração da farinha de soja (0,5, 1,0 e 1,5%) e da glicose (0, 0,5 e 1,0g/L), temperatura (28, 32 e 37ºC) e agitação (150, 200 e 250rpm) sobre a biomassa e a atividade fibrinolítica. Pode-se verificar que a protease fibrinolítica apresentou atividade máxima (835U/mL) nas condições de concentração de 1,5% de soja, 1g/L de glicose, 28°C e 150rpm com 48 horas de fermentação. A protease fibrinolítica obtida teve temperatura e pH ótimos de 55°C e pH 9,0, respectivamente. A atividade enzimática foi inibida pelo EDTA, pelo íon Fe2+ e pelo SDS, o que indicou a enzima ser uma metaloprotease. A linhagem Streptomyces parvulus DPUA 1573 foi capaz de produzir protease fibrinolítica, possuindo características bioquímicas favoráveis à aplicação na medicina veterinária e possivelmente humana.(AU)

Fibrinolytic proteases are able to degrade fibrin clot formed in the blood vessel, avoiding intravascular thrombosis. In animals, thrombophlebitis often affects horses, and in severe cases causes obstruction of the jugular and laryngeal edema leading to airway obstruction allowing cerebral edema resulting in the death of the animal. Since treatment is costly, the investigation of other sources of fibrinolytic proteases at lower cost and with fewer side effects is needed. Thus, this study aims to produce and characterize fibrinolytic proteases from Streptomyces parvulus DPUA 1573. For enzyme production, a factorial design was performed to evaluate 24 soybean flour concentration (0.5, 1.0 and 1.5%) and glucose (0, 0.5 and 1.0g/L), temperature (28, 32 and 37°C) and agitation (150, 200 and 250rpm) on biomass and fibrinolytic activity. Fibrinolytic protease showed maximum activity (835 U/mL) under these conditions: 1.5% soybean flour, 1g/L glucose, 28°C, and 150rpm 48 hours of fermentation. The optimal temperature was 55°C and optimal pH was 9.0. Fibrinolytic protease activity was inhibited by EDTA, the ion Fe2+, and by SDS, which indicated that the enzyme is a metallo-protease. The strain Streptomyces parvulus DPUA 1573 was able to produce fibrinolytic protease with biochemical characteristics favorable for application in veterinary and human medicine.(AU)

Critical process parameters optimization for hyperthermostable ß amylase production by Bacillus subtilis DJ5 using response surface methodology / A otimização dos parâmetros do processo crítico para a produção hipertermoestável de ß amilase por Bacillus subtilis DJ5 utilizando a metodologia de superfície de resposta

The combined effects of significant physical and chemical factors affect hyperthermostable ß amylase production under submerged fermentation by Bacillus subtilis DJ5. The above was studied using the experimental design and response surface methodology. A 23 full-factorial central composite design was chosen to analyze interactions among three factors i.e. substrate concentration, medium pH and incubation temperature. The experimental data were fitted into a polynomial model for the yield of enzyme and an optimum level was arrived at with optimized conditions. Solving the coded values using Excel equation function indicated that maximum enzyme production is possible at a substrate concentration of 7.07 mg mL-1, pH 6.622 and temperature of 35.435°C. Such prediction was validated with practical experiments in which, at the prescribed condition maximum yield of 15.62 U mg-1, nearly 1.5 fold higher than non-optimized condition was observed.

Os efeitos combinados de fatores físicos e químicos significativos influenciam a produção hipertermoestável de amilase ß sob fermentação submersa por Bacillus subtilis DJ5. O esquema experimental e metodologia de superfície de resposta foram usados, com 23 planejamento fatorial composto, para analisar as interações entre os três fatores, ou seja, concentração de substrato, pH médio e temperatura de incubação. Os dados experimentais foram ajustados a um modelo polinomial para a produção de enzima e chegou-se a um nível ótimo através de condições otimizadas. A solução dos valores codificados por equação de Excel indicou que a produção máxima da enzima é possível a uma concentração de substrato de 7,07 mg mL-1, pH 6,622 e temperatura de 35,435°C. Tal previsão foi validada com experimentos práticos, onde na condição prescrita de rendimento máximo de 15,62 U mg-1, foram observados cerca de 1,5 vezes maior do que o estado não otimizado.

Production of thermostable invertases by Aspergillus caespitosus under submerged or solid state fermentation using agroindustrial residues as carbon source / Produção de invertases termoestáveis por Aspergillus caespitosus em fermentação submersa e em estado sólido usando resíduos agroindustriais como fonte de carbono

The filamentous fungus Aspergillus caespitosus was a good producer of intracellular and extracellular invertases under submerged (SbmF) or solid-state fermentation (SSF), using agroindustrial residues, such as wheat bran, as carbon source. The production of extracellular enzyme under SSF at 30ºC, for 72h, was enhanced using SR salt solution (1:1, w/v) to humidify the substrate. The extracellular activity under SSF using wheat bran was around 5.5-fold higher than that obtained in SbmF (Khanna medium) with the same carbon source. However, the production of enzyme with wheat bran plus oat meal was 2.2-fold higher than wheat bran isolated. The enzymatic production was affected by supplementation with nitrogen and phosphate sources. The addition of glucose in SbmF and SSF promoted the decreasing of extracellular activity, but the intracellular form obtained in SbmF was enhanced 3-5-fold. The invertase produced in SSF exhibited optimum temperature at 50ºC while the extraand intracellular enzymes produced in SbmF exhibited maximal activities at 60ºC. All enzymatic forms exhibited maximal activities at pH 4.0-6.0 and were stable up to 1 hour at 50ºC.

O fungo filamentoso Aspergillus caespitosus foi um bom produtor de invertases intracelular e extracelular em fermentação submersa (FSbm) ou em estado sólido (FES), usando resíduos agroindustriais como fonte de carbono, sendo que para ambas as condições de cultivo, a maior produtividade foi obtida empregandose farelo de trigo. A produção da forma extracelular em FES mantido a 30ºC, por 72 horas, foi aumentada usandose solução de sais SR (1:1, m/v) para umidificar o substrato, sendo aproximadamente 5,5 vezes maior se comparada a FSbm (Meio Khanna) com a mesma fonte de carbono. Entretanto, a mistura de farelo de trigo e farinha de aveia em FES levou a um aumento de 2,2 vezes na produção enzimática se comparada ao uso isolado do farelo de trigo. A produção enzimática, em ambas as condições de cultivo, foi afetada pela adição suplementar de fontes de nitrogênio e fosfato. A adição de glicose em FSbm e em FES promoveu a diminuição da enzima extracelular, mas favoreceu um acúmulo intracelular de 35 vezes maior. A temperatura ótima de atividade para as invertases produzidas em FES e em FSbm foi de 50ºC e 60ºC, respectivamente, sendo estáveis a 50ºC por mais de 60 minutos. Todas as formas enzimáticas apresentaram atividade máxima em uma faixa de pH de 4.0-6.0.

Kinetics of high-level of ß-glucosidase production by a 2-deoxyglucose-resistant mutant of Humicola lanuginosa in submerged fermentation / Cinética de produção de ß-glucosidase por um mutante de Hemicola lanuginosa resistente a 2-deoxiglucose em fermentação submersa

A 2-deoxyglucose-resistant mutant (M7) of Humicola lanuginosa was obtained by exposing conidia to γ-rays and permitting expression in broth containing 0.6 percent 2-deoxyglucose (DG) and cellobiose (1 percent) before plating on DG esculin-ferric ammonium citrate agar medium from which colonies showing faster and bigger blackening zones were selected. Kinetic parameters for enhanced ß-glucosidase (BGL) synthesis by M7 were achieved when corncobs acted as the carbon source. The combination between corncobs and corn steep liquor was the best to support higher values of all product formation kinetic parameters. Effect of temperature on the kinetic and thermodynamic attributes of BGL production equilibrium in the wild organismand M7was studied using batch process at eight different temperatures in shake-flask studies. The best performance was found at 45ºC and 20 g L-1 corncobs in 64 h. Both growth and product formation (17.93 U mL-1) were remarkably high at 45ºC and both were coupled under optimum working conditions. Product yield of BGL from the mutant M7 (1556.5 U g-1 dry corncobs) was significantly higher than the values reported on all fungal and bacterial systems. Mutation had thermo-stabilization influence on the organism and mutant required lower activation energy for growth and lower magnitudes of enthalpy and entropy for product formation than those demanded by the wild organism, other mesophilic and thermo-tolerant organisms. In the inactivation phase, the organisms needed lower values of activation energy, enthalpy and entropy for product formation equilibrium, confirming thermophilic nature of metabolic network possessed by the mutant organism.

Um mutante de Hemicola lanuginosa resistente a 2-deoxiglucose(M7) foi obtido através de exposição de conídios a raios γ, permitindo a expressão em caldo contendo 0,6 por cento de 2-deoxiglucose (DG) e celobiose (1 por cento) antes da semeadura em ágar DG esculina citrato de ferro amoniacal, da qual foram selecionadas as colônias com halo negro. Os parâmetros cinéticos para produção aumentada de ß-glucosidase (BGL) foram obtidos empregando-se sabugo de milho como fonte de carbono. A combinação de espiga de milho com água de maceração de milho foi a que forneceu os valores mais altos nos parâmetros cinéticos de formação de todos os produtos. O efeito da temperatura na cinética e atributos termodinâmicos da produção de BGL pelas cepas selvagem e M7 foi avaliado empregando-se processo de batelada em oito temperaturas diferentes in frascos em agitação. O melhor desempenho foi observado a 45ºC e 20g.l-1 de espiga de milho em 64h. Tanto a multiplicação quanto a formação do produto foram muito altas a 45ºC e ambas estavam ligadas em condições ótimas de trabalho. O rendimento de BGL produzido pelo mutante M7 (1556 U.g-1 de espiga seca) foi significativamente superior aos valores reportados para todos os sistemas fúngicos e bacterianos. A mutação influenciou a termoestabilização no microrganismo, sendo que o mutante necessitou de energia de ativação mais baixa para multiplicação e valores mais baixos de entalpia e entropia para a formação do produto quando comparado à cepa selvagem e a outros microrganismos mesofilicos e termotolerantes. Na fase de inativação, os microrganismos necessitaram valores mais baixos de energia de ativação, entalpia e entropia para o equilíbrio da formação de produto, confirmando a natureza termofílica da máquina metabólica do mutante.

Xylanase production with xylan rich lignocellulosic wastes by a local soil isolate of Trichoderma viride / Produção de xilanase com resíduos lignocelulósicos ricos em xilana por uma cepa local de Trichoderma viride isolada de solo

In the present study, cultural and nutritional conditions for enhanced production of xylanase by a local soil isolate of Trichoderma viride, using various lignocellulosic substrates in submerged culture fermentation have been optimized. Of the lignocellulosics used, maize straw was the best inducer followed by jowar straw for xylanase production. The highest activity achieved was between 14 to 17 days of fermentation. A continuous increase in xylanase production was observed with increasing level of lignocellulosics in the medium and highest activity was observed with maize straw at 5 percent level. Xylanase production with higher levels of lignocellulosics (3 to 5 percent) of maize, jowar and barseem was found to be higher as compared to that with commercial xylan as carbon source. Sodium nitrate was the best nitrogen source among the six sources used. Maximum xylanase production was achieved with initial medium pH of 3.5-4.0 and incubation temperature of 25ºC.The enzyme preparation was effective in bringing about saccharification of different lignocellulosics. The xylanase production could be further improved by using alkali treated straw as carbon source.

Neste estudo, otimizou-se as condições culturais e nutricionais para produção aumentada de xilanase por uma cepa local de Trichoderma viride isolada de solo, empregando-se vários substratos lignocelulósicos, em fermentação submersa. Entre os substratos utilizados, o melhor indutor de produção de xilanase foi palha de milho, seguido de palha de sorgo. A atividade mais alta foi obtida entre 14 e 17 dias de fermentação. Com palha de milho observou-se um aumento contínuo na produção de xilanase com o aumento da concentração dos substratos lignocelulósicos no meio, sendo que a melhor atividade foi obtida com 5 por cento de palha de milho. A produção de xilanase com níveis mais altos de (3 a 5 por cento) de milho, sorgo e forragem verde (barseem) foi mais levada do que com xilana comercial como fonte de carbono. Entre as fontes de nitrogênio testadas, a melhor foi nitrato de sódio. Produção máxima de xilanase foi obtida quando o pH inicial do meio foi 3,5 4,0 e a temperatura de incubação 25ºC. A enzima foi eficiente na sacarificação de diferentes substratos lignocelulósicos. A produção de xilanase poderia ser aumentada empregando-se álcali ao invés de palha tratada como fonte de carbono.

Production of endoglucanase by the native strains of Streptomyces isolates in submerged fermentation

Cellulase is a complex enzyme system, commercially produced by filamentous fungi under solid-state and submerged cultivation. It has wide applicability in textile, food and beverage industry for effective saccharification process. In this study, cellulolytic enzyme activity, particularly endoglucanase of 26 Streptomyces strains isolated from garden soil was examined, including two isolates selected on the basis of potential cellulolytic activity on Bennett's agar medium. To enhance the endoglucanase formation in broth culture, different conditions including carbon and nitrogen sources, and growth conditions were tested. The maximum endoglucanase activity (11.25-11.90 U/mL) was achieved within 72-88 h in fermentation medium containing Tween-80, followed by phosphate sources. Both cellulolytic Streptomyces isolates gave almost equal quantity of enzyme in all trials. However the effect of medium ingredients on endoglucanase induction diverged with strains in some extent.

A celulase é um sistema enzimático complexo, produzido comercialmente a partir de fungos filamentosos através de cultivo em estádio sólido e submerso. Tem uma grande aplicação na indústria têxtil e de alimentos e bebidas no processo de sacarificação. Nesse estudo, examinou-se a atividade celulolítica, especialmente de englucanase, de 26 cepas de Streptomyces isoladas de solo, incluindo duas cepas selecionadas por sua atividade celulolítica no ágar Bennett. Para estimular a produção de englucanase em meio de cultura, diferentes condições de cultivo, incluindo fonte de carbono e nitrogênio e condições de crescimento, foram avaliadas. A atividade máxima de glucanase (11,25 a 11,90 U/mL) foi obtida em 72-88h em meio de cultura contendo Tween-80, seguido por fontes de fosfato. Ambas as cepas celulolíticas de Streptomyces produziram quase a mesma quantidade de enzima em todos os experimentos. Entretanto, o efeito dos ingredientes do meio na indução da glucanase divergiu de acordo com a cepa.