بررسي تأثير انواع سوبستراهاي ليگنوسلولزي بر ميزان توليد آنزيم سلولاز به روش تخمير حالت جامد در مقياس ارلن و بيوراكتور بستر آكنده

Evaluation of various lignocellulosic substrates effect on cellulase enzyme production by solid-state fermentation method in Erlenmeyer-scale and packed-bed bioreactor

در اين پژوهش توليد آنزيم سلولاز به كمك قارچ تريكودرما ريسي 5142 PTCC بر سه نوع سوبستراي ليگنوسلولزي (سبوس ذرت، خاك اره و سبوس گندم) و درصد تركيب­هاي مختلف دو سوبستراي خاك اره و سبوس گندم به روش تخمير حالت جامد به مدت 6 روز در مقياس ارلن بررسي شد. سپس در شرايط بهينه نسبت تركيبات سوبسترا بدست آمده از مقياس ارلن، تأثير هوادهي در سه سطح 0.5، 1 و 1.5 ليتر بر ساعت بر گرم سوبستراي خشك اوليه () بر توليد اين آنزيم در بيوراكتور بسترآكنده 0.5 ليتري مورد مطالعه قرار گرفت. رطوبت اوليه سوبسترا و pH به ترتيب (w/w) 70% و 5 و دماي گرماگذاري به ترتيب در مقياس ارلن و بيوراكتور 30 و °C 28 در نظر گرفته شد. بررسي ميزان توليد آنزيم سلولاز بر اساس فعاليت دو آنزيم اندوگلوكاناز و اگزوگلوكاناز مورد بررسي قرار گرفت. بيشترين مقدار فعاليت­ آنزيم اندوگلوكاناز و اگزوگلوكاناز در مقياس ارلن به ترتيب در روز ششم و سوم 13و 6.4 و در بيوراكتور در روز سوم به ترتيب 36 و 10 در شدت هوادهي 1.5 با استفاده از سوبسترا با تركيب 75% سبوس گندم و 25% خاك اره به دست آمد.

This study examined cellulase enzyme production by Trichoderma reesei PTCC 5142 on three lignocellulosic substrates (corn bran, sawdust and wheat bran) and percentage of different combinations of sawdust and wheat bran by solid-state fermentation method for 6 days in Erlenmeyer-scale. Then, under optimal substrate component proportions obtained from Erlenmeyer-scale, the effect of aeration at three levels of 0.5, 1 and 1.5 liters per hour of initial dry substrate (l/(h.gds)) on the production of this enzyme in 0.5-Liter packed-bed bioreactor was studied. The initial substrate moisture and pH were 70 %(w/w) and 5 respectively, and the heating temperature was set at Erlenmeyer-scale and bioreactor at 30 and 28 °C, respectively. Cellulase enzyme production was evaluated based on the activity of endoglucanase and exoglucanase enzymes. The highest amount of endoglucanase and exoglucanase activity at substrate combination of 75% wheat bran and 25% sawdust in Erlenmeyer-scale at days 6 and 3 were obtained 13 and 6.4 U/gds, respectively, and in bioreactor at aeration of 1.5 (l/(h.gds)) at day 3 were attained 36 and 10 U/gds, respectively.