Topraktan batık kültür fermentasyonu ile izole edilen fusarium sp. ve aspergillus sp’de artmış endoglukanaz üretimi

Enhanced endoglucanase production by soil isolates of fusarium sp. and aspergillus sp. through submerged fermentation process

Abstract

Objective: The objective was to optimize the fermentation media components and condi- tions to improve the production yield of endoglucanase by filamentous fungi isolated fromgarden soil.Methods: Cellulolytic fungi were screened from garden soil and identified as Fusarium sp.and Aspergillus sp. by using conidial morphology. The influences of various culture condi- tions including incubation time, temperature, pH, carbon, nitrogen, surfactants and fermen- tation media on endoglucanase production by the isolates were investigated by submergedfermentation process.Results: The optimum incubation time for maximum enzyme production was recorded be- tween 3-48 hrs. The optimum temperature and pH were 38o C and 5.0-5.5, respectively. Besidescellulose, lactose and cellobiose stimulated the enzyme production from both strains. Peptoneand yeast extract were found as the best organic nitrogen sources for Fusarium sp. and Asper- gillus sp. respectively. Both isolates yielded maximum endoglucanase (40-43 U/ml), when thegrowth medium supplemented with 0.06 % (w/v) KNO3 . The surfactants tried had a positiveeffect on endoglucanase secretion by both strains. Vogel’s medium supported the growth ofAspergillus sp. and Aspergillus minimal medium also favored Fusarium sp. growth.Conclusion: Optimization of culture conditions are necessary for improved production ofendoglucanase by submerged fermentation process. Both isolates appears to be promising forthe pilot-scale reactors with the use of our results. Moreover, as Aspergillus sp. and Fusariumsp. isolates are being rapid growing fungi and synthesizing endoglucanase alone apart fromother cellulase components in liquid broth, it will be useful for cellulose bioconversion pro- cesses in food and alcohol industries.

Özet

Amaç: Çalışmada bahçe toprağından izole edilen filaman mantarların ürettiği endonükleazınmiktarını arttırmak amacıyla uygun fermentasyon ortamı bileşenlerinin ve koşullarınınaraştırılması hedeflenmiştir. Yöntemler: Bahçe toprağında bulunan ve selülozu hidroliz edebilen mantarlar taranmışve konidiyum morfolojilerine göre Fusarium sp. ve Aspergillus sp. tanımlanmıştır.İnkübasyon süresi, sıcaklık, pH, karbon, azot, yüzey aktif madde ve fermentasyon ortamıgibi kültür koşullarının endoglukanaz üretimine etkisi batık kültür fermentasyonu işlemi ilearaştırılmıştır.Bulgular: Batık kültür fermentasyonunda maksimum enzim üretimi için uygun inkübasyonsüresi 3-48. saatler arasında; en uygun sıcaklık ve pH ise sırasıyla 38 oC ve 5.0-5.5 olaraksaptanmıştır. Her iki suşta da selüloz, laktoz ve sellobiyoz, enzim üretimini arttırmaktadır.Pepton ve maya özütünün sırasıyla Fusarium sp. ve Aspergillus sp. için en iyi organik azotkaynağı olduğu bulunmuştur. Besi ortamına % 0.06 (w/v) KNO3eklendiğinde en yüksekendoglukanaz aktivitesi (40-43 U/ml) gözlenmektedir. Denenen yüzey aktif maddelerin, heriki suş tarafında üretilen endoglukanaz üzerine olumlu etkisi bulunmaktadır. Vogel’s besiortamı Aspergillus sp.’nin büyümesini desteklerken; Aspergillus minimal besi yeri Fusari- um sp. tarafından tercih edilmektedir.Sonuç: Batık kültür fermentasyonu ile elde edilen endoglukanazın üretiminin arttırılmasıiçin koşulların optimizasyonu gereklidir. Bizim bulgularımızın kullanımı ile her iki örnekde pilot-ölçekli reaktörler için umut verici görünmektedir. Ayrıca, Aspergillus sp. veFu- sarium sp. hızlı büyüyen mantar türleri olduklarından ve endoglukanaz sentezi sıvı besiortamında diğer selülaz bileşenlerinden farklı olduğundan, gıda ve alkol endüstrisinde selül- oz biyodönüşümü için faydalı olacaktır.