Modulating the production of xylanase by Bacillus pumilus BS131 through optimization using waste fiber sludge / Modulando a produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 por meio da otimização usando lodo de fibra residual

Abstract In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.

Resumo Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.

Modulating the production of xylanase by Bacillus pumilus BS131 through optimization using waste fiber sludge / Modulando a produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 por meio da otimização usando lodo de fibra residual

In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.

Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.

Modulating the production of xylanase by Bacillus pumilus BS131 through optimization using waste fiber sludge

Abstract In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.

Resumo Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.

Alkaline protease from a new halotolerant alkaliphilic Bacillus agaradhaerens strain ak-r isolated from egyptian soda lakes / Protease alcalina de uma nova estirpe ak-r halotolerante e alcalófila de Bacillus agaradhaerens isolada a partir dos lagos alcalinos egípcios

Alkaline proteases are hydrolytic enzymes that cleave peptide bonds in proteins and peptides in alkaline conditions, which occupy a pivotal importance with respect to their industrial applications. This study aimed to isolate new alkaline protease producing alkaliphilic bacteria from Egyptian soda lakes and optimize the fermentation process to enhance the enzyme production. The extensive screening process of the samples collected from Egyptian soda lakes resulted in isolation of a potent alkaline protease producing alkaliphilic strain AK-R. The isolate was identified as Bacillus agaradhaerens strain AK-R based on 16S rRNA gene analysis (99%). Wheat bran and gelatin supported maximum alkaline protease production as carbon and nitrogen sources, respectively. Strain AK-R is halo-tolerant thermotolerant alkaliphilic bacterium in nature, as it can grow over a wide range of NaCl concentrations (up to 25%) and up to 55 °C, with maximal growth and enzyme production at 2.5-5%, and pH 11 at 35 °C. Among the tested cations, only Mg2+ and Ca2+ ions significantly enhanced the enzyme production by about 1.2, and 1.3 fold compared to control, respectively. Alkaline protease secretion was coherent with the growth pattern, reaching maximal yield after about 32 h (mid stationary phase). In conclusion a new halo-tolerant thermo-tolerant alkaliphilic alkaline protease producing Bacillus agaradhaerens strain AK-R was isolated from Egyptian soda lakes. Optimization of the nutritional and cultivation conditions resulted in increase of enzyme yield by 20 fold. Strain AK-R and its extracellular alkaline protease with salt, pH and temperature, tolerance signify their potential application in laundry and pharmaceuticals industries.

Proteases alcalinas são enzimas hidrolíticas que quebram ligações peptídicas em proteínas e peptídeos em condições alcalinas, o que ocupa uma importância fundamental em relação às suas aplicações industriais. Este estudo teve como objetivo isolar novas proteases alcalinas e produzir bactérias alcalófilas a partir dos lagos salgados alcalinos egípcios e otimizar o processo de fermentação para aumentar a produção de enzimas. O extensivo processo de triagem das amostras coletadas dos lagos salgados alcalinos egípcios resultou no isolamento de uma protease alcalina potente produzindo uma estirpe alcalófila AK-R. O isolado foi identificado como sendo a estirpe AK-R de Bacillus agaradhaerens baseado na análise de genes 16S rRNA (99%). O farelo de trigo e a gelatina suportaram a produção máxima de protease alcalina como fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente. A estirpe AK-R é uma bactéria alcalófila halotolerante e termotolerante, pois pode crescer dentro de uma vasta gama de concentrações de NaCl (até 25%) e até 55ºC, com crescimento e produção de enzimas máximos a 2.5-5% e pH 11 a 35ºC. Dentre os cátions testados, somente os íons Mg2+ e Ca2+ aumentaram significativamente a produção de enzimas em cerca de 1.2 e 1.3 em comparação ao controle, respectivamente. A secreção de protease alcalina foi coerente com o padrão de crescimento, atingindo o rendimento máximo após 32h (fase estacionária média). Pode-se concluir que uma nova estirpe AK-R de Bacillus agaradhaerens halotolerante, termotolerante e alcalófila produtora de protease alcalina foi isolada a partir dos lagos salgados alcalinos egípcios. A otimização das condições de nutrição e cultivo resultou num aumento da produção de enzima em 20 vezes. A estirpe AK-R e a sua protease alcalina extracelular com tolerância ao sal, pH e temperatura tornam significantes as suas potenciais aplicações nas indústrias farmacêutica e de lavanderia.

Solid-state fermentation of brewer's spent grain for xylanolytic enzymes production by Penicillium janczewskii and analyses of the fermented substrate / Fermentação em estado sólido com bagaço de cevada para produção de enzimas xilanolíticas por Penicillium janczewskii e análise do substrato fermentado

In recent decades, increasing interest has been devoted to xylanolytic enzymes due to their potential use in many industrial processes. This study describes the production of xylanase, -xylosidase and -Larabinofuranosidase, belonging to the xylanolytic complex, by Penicillium janczewskii using brewer's spent grain as substrate for solid-state fermentation. The optimized conditions for high levels of xylanase, -xylosidase and -Larabinofuranosidase production were: 50% initial moisture, which was provided by Vogel's salt solution, seven days of cultivation at 20-30 °C. Fermentation enriched the bioproduct with some amino acids and did not add mycotoxins to it. The use of brewer's spent grain as substrate for fungal cultivation and enzyme production can both add value to this waste and reduce the production cost of xylanolytic enzymes.

Nas últimas décadas, há interesse crescente nas enzimas xilanolíticas devido à sua potencial utilização em muitos processos industriais. Este estudo descreve a produção de xilanase, -xilosidase e -Larabinofuranosidase, três enzimas do complexo xilanolítico, por Penicillium janczewski utilizando bagaço de cevada como substrato para fermentação em estado sólido. As condições selecionadas para a produção de elevados níveis de xilanase, - xilosidase e -L-arabinofuranosidase por esta linhagem fúngica foram 50% de umidade inicial, sendo esta fornecida por uma solução de sais de Vogel e cultivo por sete dias a 20-30 °C. O bioproduto fermentado foi enriquecido com alguns aminoácidos e se apresentou livre de micotoxinas. O uso do bagaço de cerveja como substrato para o cultivo de fungos e produção de enzimas não só pode agregar valor a esses resíduos, mas também reduzir o custo de produção de enzimas xilanolíticas.