جداسازي و بهينه‏سازي توليد آنزيم پكتيناز يك آنزيم مفيد صنعتي از قارچ‏هاي آسپرژيلوس نايجر، ريزوپوس اوريزه و پني‏سيليوم كريزوژنوم

Isolation and optimization of pectinase enzyme production one of useful industrial enzyme in Aspergillus niger, Rhizopus oryzae, Penicilium chrysogenum

مقدمه: آنزيم پكتيناز يكي از مهم ترين آنزيم هاي صنعتي جهان محسوب مي شود كه از طيف وسيعي از ميكروارگانيسم ها مانند باكتري ها و قارچ هاي رشته اي جداسازي مي شود. اين آنزيم استفاده هاي زيادي در صنايع آبميوه سازي، نساجي و غيره دارد. در اين پژوهش، جداسازي و بهينه سازي قارچ هاي توليد كننده آنزيم پكتيناز از ميوه هاي پوسيده سيب و پرتقال بررسي شد.مواد و روش ها: جداسازي قارچ هاي توليد كننده آنزيم پكتيناز با استفاده از محيط كشت پكتين دار و با رنگ آميزي لگول انجام شد. 3 گونه از بهترين سويه ها توسط روش مولكولي توالي ITS1,4 شناسايي شد و بهينه سازي توليد آنزيم از اين قارچ توسط طرح فاكتوريل در حضور 5 متغير با 3 سطح در نظر گرفته شد. اين 5 متغير شامل منابع كربني (آب پنير، گلوكز و استويا) به همراه سولفات آمونيوم، سولفات منگنز، دما و اسيديته) در 3 آزمايش جداگانه انجام شد. اندازه گيري غلظت آنزيم پكتيناز با روش كلوريمتريك (ميلر) انجام شد.نتايج: نتايج نشان داد كه شرايط بهينه توليد آنزيم توسط 3 سويه برتر به نام آسپرژيلوس نايجر، پني سيليوم كريزوژنوم و ريزوپوس اوريزه در دماي 32 درجه، اسيديته 6، غلظت 3 گرم بر ليتر سولفات منگنز، 75/ 2 گرم بر ليتر از سولفات آمونيوم و غلظت 10 گرم بر ليتر منابع كربن آب پنير، استويا و گلوكز است . بالاترين ميزان توليد آنزيم در شرايط ياد شده در حضور گلوكز با ميزان 328/1ميلي گرم بر ميلي ليتر براي آسپرژيلوس نايجر و 284/1 و 039/1 ميلي گرم بر ميلي ليتر در حضور آب پنير براي ريزوپوس اوريزه و پني سيليوم كريزوژنوم مشاهده شد. وزن مولكولي اين آنزيم مطابق روش SDSPage 40 و 37 كيلودالتون به دست آمد. بحث و نتيجه گيري: نتايج پژوهش حاضر نشان داد كه 3 سويه قادر به توليد آنزيم در حضور منابع مختلف كربن و دامنه وسيعي از اسيديته و دماست. همچنين، نتايج پژوهش نشان داد كه اين سويه ها كانديد مناسبي براي كاربرد در صنعت مي باشند .

Introduction: Pectinase enzyme is one of the most important industrial enzymes which isolated from a wide variety of microorganisms such as bacteria and filamentous fungi. This enzyme has been usually used in the fruit and textile industry. In this study, the isolation and optimization of pectinaseproducing fungi on decaying rotten fruits were studied. Materials and methods: Isolation and screening of pectinase producing fungi performed through plate culture on pectin medium and staining with Lugols iodine solution. The best strains were identified by ITS1, 4 sequencing as Aspergillus fumigatus, Rhizopus oryzae, Penicilium chrysogenum. The enzyme production was optimized by application of the five factorial design, each at three levels. These factors are carbon sources (whey, glucose and stevia), ammonium sulfate, manganese sulfate, temperature, and pH. Pectinase concentration was measured by the Miller method. Results: The results indicate that optimum condition for enzyme production for three fungi strains was obtained at 32 deg;C, pH = 6, 3g / L manganese sulfate, 2.75g / L of ammonium sulfate and 10g / L of each carbon source. The best experiment in obtaining the optimum enzyme contained 1.328 mg / ml of glucose for Aspergillus niger 1.284 and 1.039 mg / ml of whey for Rhizopus oryzae and Penicilium chrysogenum. Molecular weight of enzyme was about 40 and 37 kDa which was obtained by SDS PAGE. Discussion and conclusion: The results indicate that three strains could grow in a wide range of carbon source, pH and temperature, which could be a good candidate for industrial application.