Production of pectinase by solid-state fermentation with Penicillium viridicatum RFC3

Silva, Dênis; Tokuioshi, Kivia; Martins, Eduardo da Silva; Silva, Roberto da; Gomes, Eleni

doi:10.1016/j.procbio.2005.01.008

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“…Solid-state fermentation has been advocated assuperior tosubmerged culture for the processing of agricultural and agro-based industrial wastes for generating higher enzyme yield and regulating the biosynthesis of particular composition of enzyme mixtures [23]. Solid state fermentation (SSF) is generally preferred because highly concentrated crude enzymes are obtained at low costs [24,25]. BesideSmF, SSF offers distinct advantages including economy of space needed for fermentation, simplicity of fermentation media, andno requirement for complex machinery, equipment orcontrol systems.…”

Section: Optimization Of Culture Conditions Using Response Surface Mementioning

confidence: 99%

Multiple Parameter Optimization for Maximization of Pectinase Production by Rhizopus sp. C4 under Solid State Fermentation

2016

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Abstract:A novel strain Rhizopus sp. C4 was isolated from compost for the production of pectinase. Cultivation of Rhizopus sp. C4 on orange peel substrate under various solid-state fermentation (SSF) conditions was evaluated for pectinase yield along with the enzyme activity profile as a potential, low-cost alternative to submerged-liquid fermentation. Response surface methodology (RSM) was employed to optimize various environmental parameters for pectinase production. Various parameters, namely temperature, moisture and incubation days, were studied statistically for a total of 20 runs using central composite design. The highest yield of the enzyme, i.e., 11.63 IU/mL, was obtained from 1:3.5 moisture ratios in 7 days at 30˝C. The study demonstrated that optimization through RSM could improve the enzymatic characteristics and yield of the enzyme.

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Section: Optimization Of Culture Conditions Using Response Surface Mementioning

confidence: 99%

Multiple Parameter Optimization for Maximization of Pectinase Production by Rhizopus sp. C4 under Solid State Fermentation

2016

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“…Several agro-industrial residues have shown potential for the production of lipases such as sugarcane bagasse (ELLAIAH et al, 2004;PELIZER et al, 2007), soybean meal (MENONCIN et al, 2009), wheat bran (MARTINS et al, 2002SILVA et al, 2005), apple pomace (PAGANINI et al, 2005) and castor bean cake (GODOY et al, 2009). The success of solidstate fermentation depends on several factors such as temperature, pH, substrate moisture, aeration, inoculum concentration, type of substrate and microorganism species.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Evaluation of temperature and moisture response surface on the lipase from pumpkin seeds fermentation using Aspergillus niger

et al. 2012

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ABSTRACT. Agro-industrial waste has shown great potential for use in solid-state fermentation due to its low cost and promoting the growth of microorganisms. This study evaluated the interaction between temperature and moisture response surface on lipase from the fermentation of pumpkin seed flour, using Aspergillus niger. Fermentations were performed in Petri dishes in an experimental design using a 2 2 matrix with four replications at the center point and four axial points, varying substrate moisture between 30 and 60% and temperature between 30 and 40ºC. The maximum hydrolytic activity (71.88 U g -1 dry weight) was obtained using flour with 30% moisture and 30°C temperature in 120 hours of fermentation. The interaction between fermentation temperature and initial moisture content of the residue was the parameter that most influenced the process at 95% significance level. The response surface analysis showed that the maximum lipase production can be obtained under temperature and moisture conditions of the flour ranging from 28 to 34.5°C and 25 to 32.5%; or between 32 and 40°C and 58 and 65%, respectively. Pumpkin seed flour showed potential for obtaining microbial lipase.Keywords: agro-industrial waste, fermentation, solid state, microbial enzyme.Avaliação entre temperatura e umidade por superfície de resposta sobre lipase da fermentação de sementes de abóbora utilizando Aspergillus niger RESUMO. Os resíduos agroindustriais têm apresentado grande potencial para utilização em fermentação em estado sólido por possuírem baixo custo e favorecerem o crescimento de microrganismos. Foi avaliada a interação entre temperatura e umidade por superfície de resposta sobre lipase obtida da fermentação da farinha de sementes de abóbora utilizando Aspergillus niger. As fermentações foram realizadas em placas de Petri, segundo planejamento experimental empregando a matriz 2 2 com quatro repetições no ponto central e quatro pontos axiais, variando-se a umidade do substrato entre 30 e 60% e a temperatura entre 30 e 40ºC. A máxima atividade hidrolítica (71,88 U g -1 seca) foi obtida quando utilizado farinha contendo 30% de umidade e temperatura de 30°C em 120h de fermentação. A interação entre a temperatura de fermentação e a umidade inicial do resíduo foi o parâmetro que mais influenciou o processo em nível de 95% de significância. A análise de superfície de resposta demonstrou que a produção máxima de lipase pode ser obtida em condições de temperatura e umidade da farinha entre 28 e 34,5°C e 25 e 32,5% ou entre 32 e 40°C e 58 e 65%, respectivamente. A farinha de sementes de abóbora demonstrou potencial para obtenção de lipase microbiana.Palavras-chave: resíduo agroindustrial, processo fermentativo, estado sólido, enzima microbiana.

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“…Os resíduos gerados nos processos agroindustriais podem ser usados como substrato para o crescimento celular. A matéria orgânica presente neste material é usada como fonte de energia para o crescimento e o carbono para a síntese de biomassa celular e dos produtos do metabolismo microbiano (SILVA et al, 2005).…”

Section: Introductionunclassified

Imobilização de lipases produzidas por fermentação em estado sólido utilizando Penicillium verrucosum em suportes hidrofóbicos

Menoncin¹,

Domingues²,

Freire³

et al. 2009

Ciênc. Tecnol. Aliment.

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As lipases (triacilglicerol éster hidrolases, EC 3.1.1.3) são enzimas que catalisam a quebra de gorduras e óleos liberando ácidos graxos, diacilgliceróis, monoacilgliceróis e glicerol. As lipases são originárias de um grande número de bactérias, fungos, plantas e animais, tendo suas propriedades variáveis de acordo com sua procedência (SAXENA et al., 2003). As lipases provenientes de microrganismos constituem um grupo de valiosas enzimas de aplicação biotecnológica, devido principalmente à versatilidade de suas propriedades, no que se refere à atuação enzimática, especificidade pelo substrato e facilidade de produção em grandes quantidades (HASAN; SHAH; HAMEED, 2006, VILLENEUVE et al., 2000VASUDIVAN;YAN, 2000).As enzimas podem ser aplicadas em inúmeras áreas, tais como: na indústria oleoquímica em processos como hidrólise, glicerólise e alcoólise; na indústria têxtil (melhoria da qualidade e propriedade dos tecidos) (HASAN; SHAH; HAMEED, 2006); na indústria de detergentes (remoção de manchas de batom, frituras, manteiga, azeites, molhos, etc.) (CASTRO et al., 2004); na indústria de alimentos, na produção de ácidos graxos poliinsaturados (aditivos de alimentos) e na modificação de sabores (processo de fermentação de salame e vinho) (HASAN; SHAH; HAMEED, 2006), entre outras. No entanto, sua utilização é reduzida devido aos altos custos de produção, sendo sugerida como um fator de redução destes custos a utilização da fermentação em estado sólido como método de produção. AbstractThe major interest in the immobilization of enzymes is obtaining a biocatalyst with activity and stability that are not affected during the process when compared to the free enzyme. The application of lipases in industries requires the study of techniques suitable for reuse and stability increase such as immobilization strategies. This work studied the immobilization of lipases produced by solid state fermentation from Penicillium verrucosum using two hydrophobic supports: Accurel EP 1000 and activated carbon. For the lipase immobilization, 1 g of support was added to 50 mL of an enzyme solution and kept for 2 hour in an ice bath. The solution was then filtered and the immobilized enzyme was stored in a dissecator for 48 hour before the assays for lipase activity, protein, and specific lipase activity. The results showed that the lipase immobilized in activated carbon presented higher specific activity than the lipase immobilized in Accurel EP 1000. The use of activated carbon as support led to a specific activity of 1.5 × 10 6 U/mg of protein, yield of 30.42%, and retention of 382.516%. Keywords: Lipases; Penicillium verrucosum; immobilization. ResumoO principal interesse em imobilizar uma enzima é obter um biocatalisador com atividade e estabilidade que não sejam afetadas durante o processo, em comparação à sua forma livre. Aliado ao potencial biotecnológico que as lipases apresentam, a aplicação destas em nível industrial requer a investigação de técnicas viáveis para reutilização e aumento da estabilidade, conferindo relevância aos proc...

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Production of pectinase by solid-state fermentation with Penicillium viridicatum RFC3

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Imobilização de lipases produzidas por fermentação em estado sólido utilizando Penicillium verrucosum em suportes hidrofóbicos

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