Production and characterization of cellulases and hemicellulases from a consortium between Pleurotus ostreatus and Aspergillus niger cultured in agro-industrial wastes
| Autor: | Milla Alves Baffi, Igor Magno Nicurgo Borges Rosa Martins, Daniel Pasquini, Luanna Stefanny Vieira Oliveira Gomes |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: |
Enzimas (Hemi) celulolíticas
Fermentación en estado sólido Fermentação em estado sólido Cellulase (Hemi) Cellulolytic enzymes Basidiomiceto Ascomycete Food science General Environmental Science Bran biology Chemistry Enzyme biosynthesis Aspergillus niger biology.organism_classification Prospecção Solid state fermentation Solid-state fermentation biology.protein Xylanase General Earth and Planetary Sciences Basidiomycete Pleurotus ostreatus Prospection Bagasse Prospección Ascomiceto |
| Zdroj: | Research, Society and Development; Vol. 10 No. 10; e396101019020 Research, Society and Development; Vol. 10 Núm. 10; e396101019020 Research, Society and Development; v. 10 n. 10; e396101019020 Research, Society and Development Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) instacron:UNIFEI |
| ISSN: | 2525-3409 |
| Popis: | The enzyme biosynthesis using agricultural wastes by solid state fermentation (SSF) and the study of their physicochemical properties are meaningful approaches to improve the biomass hydrolysis. Among them, β-glucosidases and β-xylosidases are key enzymes at the lignocellulose depolymerization, which act in the cleavage of oligosaccharides in monosaccharides. In this study, the production of hemicellulases and cellulases by Pleurotus ostreatus and Aspergillus niger monocultures or in consortium was investigated, using raw sugarcane bagasse (SB) and wheat bran (WB) as substrates. The highest enzymatic activities were observed in the crude extract produced by P. ostreatus PLO6 and A. niger SCBM4 consortium with 98.5, 62.9, 3.8, 12.4, 13.3 and 20.2 U/g for β-glucosidase (β-glu), β-xylosidase (Bxyl), filter paper cellulase (FPase), xylanase (Xyl), exoglucanase (Exgl) and endoglucanase (Engl), respectively. The pH and temperature effects on β-glu and β-xyl were characterized. Optimal activities were obtained at pH 4.0 and 45 °C for β-glu and 3.5 and 55 °C for β-xyl. Both enzymes were stable at acid pH and presented thermostability. The results indicated that the enzymatic cocktail demonstrated potential characteristics for future applications in saccharifications. The use of sugarcane bagasse and wheat bran for microbial growth contributed to aggregate value to these byproducts. La biosíntesis de enzimas utilizando desechos agrícolas por fermentación en estado sólido (SSF) y el estudio de sus propiedades fisicoquímicas son enfoques significativos para mejorar la hidrólisis de la biomasa. Entre ellas, las β-glucosidasas y las β-xilosidasas son enzimas clave en la despolimerización de la lignocelulosa, que actúan en la escisión de oligosacáridos en monosacáridos. En este estudio se investigó la producción de hemicelulasas y celulasas por monocultivos de Pleurotus ostreatus y Aspergillus niger o en consorcio, utilizando como sustratos bagazo de caña de azúcar crudo (SB) y salvado de trigo (WB). Las mayores actividades enzimáticas se observaron en el extracto crudo producido por el consorcio P. ostreatus PLO6 y A. niger SCBM4 con 98.5, 62.9, 3.8, 12.4, 13.3 y 20.2 U / g para β-glucosidasa (β-glu), β-xilosidasa (β-xyl), papel de filtro celulasa (FPasa), xilanasa (Xyl), exoglucanasa (Exgl) y endoglucanasa (Engl), respectivamente. Se caracterizaron los efectos del pH y la temperatura sobre β-gl y β-xyl. Las actividades óptimas se obtuvieron a pH 4.0 y 45 °C para β-glu y 3.5 y 55 °C para β-xyl. Ambas enzimas fueron estables a pH ácido y presentaron termoestabilidad. Los resultados indicaron que el cóctel enzimático demostró características potenciales para futuras aplicaciones en sacarificaciones. El uso de bagazo de caña de azúcar y salvado de trigo para el crecimiento microbiano contribuyó al valor agregado de estos subproductos. A biossíntese de enzimas utilizando resíduos agrícolas por fermentação em estado sólido (SSF) e o estudo de suas propriedades físico-químicas são abordagens significativas para melhorar a hidrólise da biomassa. Dentre elas, as β-glicosidases e β-xilosidases são enzimas-chave na despolimerização da lignocelulose, que atuam na clivagem de oligossacarídeos em monossacarídeos. Neste estudo, foi investigada a produção de hemicelulases e celulases por monoculturas de Pleurotus ostreatus e Aspergillus niger ou em consórcio, utilizando bagaço de cana-de-açúcar (SB) e farelo de trigo (WB) como substratos. As maiores atividades enzimáticas foram observadas no extrato bruto produzido pelo consórcio P. ostreatus PLO6 e A. niger SCBM4 com 98,5, 62,9, 3,8, 12,4, 13,3 e 20,2 U/g para β-glucosidase (β-glu), β-xilosidase (β-xyl), celulase de papel de filtro (FPase), xilanase (Xyl), exoglucanase (Exgl) e endoglucanase (Engl), respectivamente. Os efeitos do pH e da temperatura em β-glu e β-xyl foram caracterizados. As atividades ótimas foram obtidas em pH 4,0 e 45 °C para β-glu e 3,5 e 55 °C para β-xyl. Ambas as enzimas foram estáveis em pH ácido e apresentaram termoestabilidade. Os resultados indicaram que o coquetel enzimático demonstrou características potenciais para futuras aplicações em sacarificações. A utilização do bagaço da cana-de-açúcar e do farelo de trigo para o crescimento microbiano contribuiu para agregar valor a esses subprodutos. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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