Ligninolitikus enzimek ultrahangos extrakciója és alkalmazása cellulóz alapú szálasanyagok biofehérítésében
A szilárd fázisú fermentáció (SSF) ígéretes alternatívája az ipari enzimtermelésre széles körben elterjedt szubmerz fermentációs eljárásnak [1]. Az SSF módszerrel szubsztrát specifikus enzimkeverékek állíthatók elő, amelyek például a biofehérítés során eredményesen alkalmazhatók. Az SSF módszer gazdaságosabb, ha a fermentált termékeket közvetlenül - downstream feldolgozási műveletek nélkül - használjuk enzimforrásként. Számos alkalmazás előtt viszont szükséges a szilárd szubsztrátumból az enzimek kinyerése extrakcióval [2]. Az élelmiszeriparban már használnak ultrahangot a bioaktív komponensek extrakciójának a segítésére. Az SSF mintákból a nyers enzimkeverékek kinyerésére viszont eddig csak a tanszéki kutatócsoport alkalmazta a kisfrekvenciás ultrahangot [3,4].
Munkám célja: szilárdfázisú fermentációval előállított fermentumokból a nyers enzimkeverékek extrakciójának fokozása kisfrekvenciás ultrahang alkalmazásával; a darálás, mint mechanikai előkezelés extrakcióra gyakorolt hatásának a jellemzése; nyers és hidegplazma kezeléssel aktivált lenszövet biofehérítése az extrahált enzimoldatokkal és közvetlenül a szilárd fermentumokkal.
Trichoderma virens és Aspergillus oryzae fonalasgomba törzsekkel ligninolitikus és hidrolitikus enzimeket termeltettünk lenrost szubsztráton. A nyers enzimek extrakcióját az eredeti és a darált fermentumokból a lignin-peroxidáz, a lakkáz és a szűrőpapír lebontó aktivitás mérésével követtem. Az extrakció hatékonyságát kisfrekvenciás ultrahanggal (40 kHz, 60 % amplitúdó, 60 perc) fokoztam. Eredményeim bizonyítják, hogy az ultrahang elsősorban az eredeti fermentumokból segíti a nyers enzimek kinyerését. A szilárd fermentumok ultrahanggal előextrahált szuszpenziója - különösen a szövet hidegplazma előkezelését követően – eredményesen degradálja a len színes komponenseit és hozzájárul a szövet biofehérítéséhez.
[1] Pandey, A., Sevakumar, P., Soccol, C.R., Nigam, P. (1999) Solid state fermentation for the production of industrial enzymes. Current Science, 77, 149-162
[2] Singh, S.A., Ramakrishna, M., Appu Rao, A.G. (1999) Optimisation of downstream processing parameters for the recovery of pectinase from the fermented bran of Aspergillus carbonarius. Process Biochemistry, 35, 411–417
[3] Szabo, O.E., Csiszár, E., Toth, K., Szakacs, G., Koczka, B. (2015) Ultrasound-assisted extraction and characterization of hydrolytic and oxidative enzymes produced by solid state fermentation, Ultrasonics Sonochemistry, 22, 249-256
[4] Szabo, O.E., Csiszár, E., Koczka, B., Kiss, K. Ultrasonically assisted single stage and multiple extraction of enzymes produced by solid-state fermentation, benyújtva
szerző
-
Horváth Renáta
biomérnöki
nappali
konzulensek
-
Dr. Csiszár Emília
egyetemi docens, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék -
Olosz-Szabó Orsolya
PhD hallgató, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék
