Szilárd fázisú fermentációval előállított enzimek extrakciójának vizsgálata ultrahangos rendszerben

Kiss Kata, IV. évf.

Témavezető: Dr. Csiszár Emília egyetemi docens

BME Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék

Konzulensek: Olosz-Szabó Orsolya PhD hallgató

BME Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék

Dr. Szakács György ny. tudományos főmunkatárs és

Tóth Karolina PhD hallgató

BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék

A szilárd fázisú fermentáció (SSF) ígéretes alternatívája az ipari enzimtermelésre széles körben elterjedt szubmerz fermentációs eljárásnak [1]. Az SSF módszerrel szubsztrát specifikus enzimkeverékeket állíthatunk elő, amelyek például a biofehérítés során eredményesen alkalmazhatók [2]. Az SSF módszer gazdaságosabb, ha a nyers fermentált termékeket közvetlenül - downstream műveletek nélkül - használjuk enzimforrásként. Számos alkalmazás előtt viszont szükséges a szilárd szubsztrátumból az enzimek kinyerése extrakcióval [3]. Az élelmiszeriparban már használtak ultrahangot a bioaktív komponensek extrakciójának a segítésére. Az SSF mintákból a nyers enzimkeverékek kinyerésére viszont eddig még nem alkalmazták az ultrahangot.

Munkám célja: szilárdfázisú fermentációval előállított fermentumokból a nyers enzimkeverékek extrakciójának fokozása kisfrekvenciás ultrahang alkalmazásával; az ultrahang enzimaktivitásra gyakorolt hatásának a jellemzése; lenszövet biofehérítése az extrahált enzimoldatokkal és közvetlenül a szilárd fermentumokkal.

Ligninolitikus és hidrolitikus enzimeket termeltettünk len rost szubsztráton hat fonalas gomba törzzsel SSF módszerrel. Az egyik legjobb enzimtermelő törzset (Aspergillus oryzae NRRL 3485) tovább vizsgáltam kisfrekvenciás ultrahanggal különböző amplitúdók mellett. Eredményeim bizonyítják, hogy az ultrahang (40 kHz, 60 perc) kezelés nagymértékben segíti a nyers enzimek extrakcióját és jelentős szűrőpapír lebontó, lignin-peroxidáz, poligalakturonáz és lakkáz aktivitás növekedést eredményez a kontroll rázott rendszerhez viszonyítva. Kisfrekvenciás ultrahang az alkalmazott körülmények között nem befolyásolja számottevően az enzimoldat előbb említett aktivitás értékeit. Az ultrahang segíti a nyers lenszövet enzimoldattal és szilárd fermentummal végzett biofehérítését.

[1] Pandey, A., Sevakumar, P., Soccol, C.R. and Nigam, P. (1999) Solid state fermentation for the production of industrial enzymes. Curr. Sci., 77, 149-162

[2] Christopher, L., Bissoon, S., Singh, S., Szendefy, J. and Szakacs, G. (2005) Bleach-enhancing abilities of Thermomyces lanuginosus xylanases produced by solid state fermentation. Process Biochem., 40, 3230–3235

[3] Singh, S.A., Ramakrishna, M. and Appu Rao, A.G. (1999) Optimisation of downstream processing parameters for the recovery of pectinase from the fermented bran of Aspergillus carbonarius. Proc. Biochem., 35, 411–417

szerző

Kiss Kata
biomérnöki
nappali

konzulens

Dr. Csiszár Emília
egyetemi docens, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék