Optimization of Alpha-Amylase Production Using Bacillus Subtilis PTCC 1720 under Solid-State Fermentation and Partial Purification of the Enzyme

Abstract

مقدمه: آلفا آمیلاز از پرکاربردترین آمیلازها در صنعت است. تولید آمیلاز باکتریایی کم‌هزینه‌تر و آسان‌تر است. همچنین، روش تخمیر در حالت جامد به‌دلیل مزایایی همچون کاهش چشمگیر هزینه‌ها و بازیافت مواد زائد سرشار از مواد مغذی یک روش کارآمد برای تولید آمیلاز صنعتی است. بقایای کشاورزی حاوی ترکیبات مغذی مانند سبوس گندم، سوبسترا‌های اقتصادی‌تری برای تخمیر در حالت جامدند. هدف این پژوهش، بهینه‌سازی تولید آلفا آمیلاز از باسیلوس سابتیلیس با استفاده از سبوس گندم در شرایط تخمیر در بستر جامد و تخلیص جزئی این آنزیم بود. مواد و روش‏‏ها: در این مطالعه تولید آلفا آمیلاز باسیلوس سابتیلیس PTCC 1720 در شرایط تخمیر بستر جامد بررسی و بهینه‌سازی شده است. تمامی پروتئین‌های تولیدشده در شرایط بهینه با محلول اشباع آمونیوم سولفات 75 درصد رسوب‌دهی، جداسازی، تغلیظ و دیالیز شدند. فعالیت آلفا آمیلاز با کمک معرف دی‌نیترو سالیسیلیک‌اسید (DNS) سنجیده شد. درصد خلوص با روش بردفورد و خلوص جزئی آنزیم با روش الکتروفورز ژل پلی‌اکریل‌آمید - سدیم دودسیل سولفات (SDS-PAGE) مشخص شد. نتایج: تولید بهینة آنزیم زمانی حاصل شد که10 گرم سبوس گندم با 15میلی‌لیتر آب شهری مخلوط شد و با 3 میلی‌لیتر از مایه تلقیح با جذب نوری 1 (CFU/mL 109) تلقیح و در دمای 37 درجة سانتی‌گراد به مدت 72 ساعت گرماگذاری شد. فعالیت آلفا آمیلاز بعد از رسوب‌دهی با آمونیوم سولفات 75 درصد،(U/mL) 563/3 بود و میزان خلوص آنزیم 8/26 درصد محاسبه شد. وزن آنزیم تخلیص‌شده نیز 63 کیلودالتون ارزیابی شد. بحث و نتیجه‏گیری: براساس یافته‌های این تحقیق، تخمیر بر بستر جامد با حضور باسیلوس می‌تواند مسیری جدید و ارزشمند برای تولید آنزیم آمیلاز فراهم کند.