بهينه‏سازي توليد آنزيم پكتيناز در قارچ آسپرژيلوس فوميگاتوس جداسازي شده از ميوه‏هاي در حال پوسيدن

Optimization of pectinase enzyme production in Aspergillus fumigatus isolated from rotten fruits

مقدمه: آنزیم پكتیناز یكی از مهم‏ترین آنزیم‏های صنعتی جهان محسوب می‏‏شود كه از طیف وسیعی از میكروارگانیسم‏ها مانند باكتری‏ها و قارچ‏های رشته‏ای تولید می‏‏شود. این آنزیم استفاده‏های زیادی در صنایع آبمیوه‏سازی، نساجی، روغن‏كشی و غیره دارد. در این پژوهش، جداسازی و بهینه‏سازی قارچ تولید كننده آنزیم پكتیناز از میوه‏های سیب و پرتقال در حال پوسیدن بررسی شد. ‏‏‏ مواد و روش‏‏ها: جداسازی قارچ‏های تولید كننده آنزیم پكتیناز با استفاده از محیط كشت پكتین‏دار و با رنگ‏آمیزی لگول انجام شد. سویه آسپرژیلوس فومیگاتوس (AF293) به‏وسیله روش پیت شناسایی شد. بهینه‏سازی تولید آنزیم از این قارچ توسط طرح عامل‏یل در حضور 5 متغیر با 3 سطح در نظر گرفته شد. این 5 متغیر شامل منابع كربنی (آب پنیر، گلوكز و استویا) به همراه سولفات آمونیوم، سولفات منگنز، دما و ‏اسیدیته) در 3 آزمایش جداگانه انجام شد. اندازه‏گیری غلظت آنزیم پكتیناز با روش كلوریمتریك (میلر) انجام شد. ‏‏‏ نتایج: نتایج نشان داد كه شرایط بهینه تولید آنزیم در دمای 32 درجه، ‏اسیدیته 6، غلظت 3 گرم بر لیتر سولفات منگنز، 75/2گرم بر لیتر از سولفات آمونیوم و غلظت 10 گرم بر لیتر منابع كربن آب پنیر، استویا و گلوكز است‏. بالاترین میزان تولید آنزیم در شرایط یاد‏ شده در حضور 10 گرم بر لیتر گلوكز با میزان 328/1 میلی‏‏گرم بر میلی‏‏لیتر مشاهده شد. وزن مولكولی این آنزیم مطابق روش الكتروفورز سدیم دودسیل سولفات 40 كیلودالتون به دست آمد. ‏‏‏ بحث و نتیجه‏گیری: این سویه قادر به تولید آنزیم در حضور منابع مختلف كربن و رنج وسیع ‏اسیدیته و دماست. نتایج این پژوهش نشان می‏دهد كه این سویه كاندید مناسبی برای كاربرد در صنعت است‏. ‏‏‏

Introduction: Pectinase is one of the most important industrial enzymes which was isolated from a wide variety of microorganisms such as bacteria and filamentous fungi. This enzyme has been usually used in the juice and textile industry. In this study, the isolation and optimization of pectinase-producing fungi on decaying rotten fruits were studied. Materials and methods: Isolation and screening of pectinase producing fungi have been done by plate culture on pectin medium and staining with Lugol's iodine solution. The best strain was identified by method of Pitt and Hocking as Aspergillus fumigates. The enzyme production was optimized by application of the factorial design which involves five factors, each at three levels. Five factors were carbon sources (whey, sugar, stevia) and ammonium sulfate, manganese sulfate, temperature, and pH). Pectinase concentration was measured by the Miller method. Results: The results showed that the optimum condition for enzyme production was at 32 °C, PH = 6 , 3g / L manganese sulfate, 2.75g / L of ammonium sulfate, 10g / L of each carbon source (whey, stevia, and glucose). Optimum of enzyme production was observed in the presence of 1.328 mg / ml of glucose. Molecular weight of enzyme was obtained about 40 kDa by SDS-PAGE. Discussion and conclusion: The results demonstrated that this strain could grow in a wide range of carbon sources, PH and temperature. This study indicates that this strain is a good candidate for use in industrial application.