بهينه‏سازي توليد زايلاناز توسط موكور اينديكوس، موكور هيماليس و رايزوپوس ارايزه با استفاده از تخمير حالت جامد

مقدمه: زايلان يكي از مهم ترين پليمرهاي همي سلولزي موجود در برخي از مواد ليگنوسلولزي است كه با كمك آنزيم هاي زايلانوليتيك هيدروليز مي شود. يكي از مهم ترين روش ها براي توليد آنزيم ها تخمير حالت جامد است. توانايي سه گونه قارچي موكور اينديكوس، موكور هيماليس، و رايزوپوس ارايزه براي توليد زايلاناز بر روي سبوس گندم با كمك تخمير حالت جامد بررسي شد. مواد و روش ها: اثر دماي محيط كشت، ميزان رطوبت آن و زمان كشت بر توليد آنزيم بررسي شد. آزمايش ها با استفاده از طراحي تركيب مركزي ارتوگونال بر روي سه متغير با استفاده از روش سطح پاسخ طراحي شد. تحليل واريانس به كار گرفته شد و توليد آنزيم با استفاده از يك معادله رياضي به عنوان تابعي از سه متغير بيان شد. شرايط بهينه عملياتي براي توليد آنزيم به دست آورده شد. نتايج: براي توليد زايلاناز با م. اينديكوس، م. هيماليس، و ر. اورايزه، مقدار بهينه دما به ترتيب 40، 4/43 و 4/43 درجه سانتي گراد به دست آمد. بهينه رطوبت به ترتيب 8/49، 2/54 و 8/71 درصد و مقدار بهينه زمان كشت 3/51، 2/53 و 5/53 ساعت بود. بالا ترين فعاليت آنزيمي توسط سه گونه قارچي ياد شده به ترتيب 1/43، 8/43 و 9/25 واحد به ازاي هر گرم سوبسترا به دست آمد. بحث و نتيجه گيري: همه گونه هاي قارچي قادر به توليد زايلاناز بودند. بيش ترين ميزان توليدي زايلاناز توسط م. اينديكوس و م. هيماليس در شرايط بهينه مشابهي انجام شد، در حالي كه ر. اورايزه حتي در بهترين شرايط ميزان كمابيش كمتري زايلاناز توليد كرد.

Introduction: Xylan is the main hemicellulosic polymer in a number of lignocelluloses which can be hydrolyzed by xylanolytic enzymes. One of the main ways for enzymes production is solid state fermentation (SSF). The ability of three fungal strains (Mucor indicus, Mucor hiemalis, and Rhizopus oryzae) for xylanase production on wheat bran by SSF was investigated. Materials and methods: The effects of cultivation temperature, medium moisture content, and cultivation time on the enzyme production were investigated. Experiments were designed with an orthogonal central composite design on three variables using response surface methodology (RSM). Analysis of variance was applied and the enzyme production was expressed with a mathematical equation as a function of the three factors. The optimum operating conditions for the enzyme production was obtained. Results: For xylanase production by M. indicus, M. hiemalis and R. oryzae the optimum temperatures were 40.0, 43.4 and 43.4ordm C respectively. These values were 49.8, 54.2 and 71.8% for moisture percent and 51.3, 53.2 and 53.5 h for cultivation time. The highest enzyme activities per g of dry substrate (gds) were 43.1, 43.8 and 25.9 U/gds for M. indicus, M. hiemalis and R. oryzae respectively. Discussion and conclusion: All the fungi were able to produce xylanase. Maximum xylanase production was predicted by M. indicus and M. hiemalis at similar optimum conditions, while R. oryzae produced relatively lower xylanase activity even at the best condition.