Journals / Türk Biyokimya Dergisi / 2014 / Cilt: 39 - Sayı: 1
Bio-processing of agro-industrial waste orange peel for induced production of pectinase by Trichoderma viridi; its purification and characterization
- Journal
- Türk Biyokimya Dergisi
- Pages
- 9–18
- DOI
- —
Abstract
Objective: Agro-industrial residues are primarily composed of complex polysaccharides that strengthen microbial growth for the production of industrially important enzymes. For industrial use, pectinases can be produced from several agricultural pectin-containing wastes like orange peel. The selection of cheap source benefits the production of industrial important enzymes in term to costs-effective production.Methods: The indigenously produced pectinase was purified to homogeneity level using a combination of ammonium sulphate precipitation and Sephadex G-100 gel filtration chromatography. The molecular weight and properties of the purified enzyme were studied following the standard procedures.Results: Under optimized solid state fermentation conditions Trichoderma viridi exhibited superior enzymatic production. On optimization, the culture showed the maximum enzyme yield (325 U/mL) at 30 °C in an orange peel medium having a pH of 5.5 and a substrate concentration of 4% on the 4th day of fermentation of orange peel based medium that was additionally supplemented with glucose and ammonium chloride as an inexpensive carbon and nitrogen supplements in a ratio of 20:1, respectively. A purification fold of 5.59 with specific activity and percent recovery of 97.2 U/mg and 12.96% was achieved respectively. The molecular weight of purified pectinase from T. viridi was 30 kDa evidenced by PAGE analysis. After 6 h incubation the pectinase activity profile showed that the purified enzyme was optimally active and stable at a pH of 5 and at 60°C. Conclusions: The present study concluded that the indigenous strain T. viridi showed incredible potential for pectinase synthesis. The maximum production of pectinase in the presence of a cheaper substrate at low concentrations makes the enzyme useful in industrial sectors, especially for the textile and juice industries.
Özet
Amaç: Agro-endüstriyel atıklar öncelikle kompleks polisakkaritlerden oluşmaktadırlar. Bu atıklardan mikrobiyal üretimle, endüstriyel açıdan önemli enzimlerin üretimi yapılmaktadır. Pektinazlar endüstriyel kullanım için, portakal kabuğu gibi birçok tarımsal pektin ihtiva eden atıklardan üretilebilir. Ucuz kaynak seçimi maliyetleri düşürerek, vadeli üretimde sanayi de önemli enzimlerin üretiminde etkin olmaktadır.Metotlar: Yerli üretilen pektinaz, amonyum sülfat çökeltmesi ve Sephadex G-100, jel filtrasyon kromatografisi ile bir kombinasyonla homojen bir seviyeye saflaştırılmıştır. Saflaştırılmış enzimin özellikleri ve molekül ağırlığı standart prosedürler ile belirlenmiştir.Bulgular: Optimize edilen katı hal fermantasyon koşullarında Trichoderma viridi üstün enzimatik üretim sergilemiştir. Optimizasyonda, 5.5 'lik bir pH değerine sahip portakal kabuğu ortamında, 30 °C de en yüksek en yüksek enzim verimi (325 U / ml) elde edildi. Bunun için 4 günlük fermentas sonucu %4'lük portakal kabuğu temelli substrat konsantrasyonu ve karbon ve azot takviyeleri için 20:1 oranında glukoz ve amonyum klorür konsantrasyonu ilave edilmiştir. 5.59'luk bir saflaştırma katsayısı ile spesifik aktivite ve yüzde geri kazanımı, sırasıyla 97.2 U / mg ve % 12.96 olarak elde edilmiştir. PAGE analizi ile saflaştırılmış T. viridi pektinazının molekül ağırlığı 30 kDa olarak bulunmuştur. 6 saat inkübasyondan sonra pektinaz aktivitesi profili göstermiştir ki saflaştırılmış enzim pH 5'te ve 60 ° C'de optimum aktif ve stabildir.Sonuç: Bu çalışma göstermiştir ki yerli T. viridi suju pektinaz sentezi için inanılmaz bir potansiyeli vardır. Düşük konsantrasyonlarda, daha ucuz bir substrat varlığında pektinazın maksimum üretimi, özellikle tekstil sanayi ve meyve suyu endüstriyel sektörlerinde enzimı kullanışlı bir hale getirmektedir.