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Isolation and molecular identification of a cellulotic bacterium from muncipal waste and investigation of its cellulase production / Isolamento e identificação molecular de uma bactéria celulolítica do lixo municipal e investigação de sua produção de celulase
Zamani, Hojjatolah; Salehzadeh, Ali; Abdolhosseini, Mansoreh.
  • Zamani, Hojjatolah; University of Guilan. Rasht. IR
  • Salehzadeh, Ali; Islamic Azad University. Rasht. IR
  • Abdolhosseini, Mansoreh; Islamic Azad University. Rasht. IR
Biosci. j. (Online) ; 34(3): 761-768, mai/jun. 2018. graf, tab
Article in English | LILACS | ID: biblio-966995
ABSTRACT
Municipal waste is rich in lignocellulosic compounds which contain cellulose, lignin and hemicellulose. Microorganisms can break down such compounds and convert them into glucose and other carbohydrates. The current study was performed to isolate and identify cellulolytic bacteria in municipal waste. Municipal waste samples were collected and plated on Carboxymethyl cellulose (CMC) agar. Preliminary identification of the isolates was performed using standard biochemical assays. The activity of carboxymethyl cellulose (CMCase) was specified through measuring the release of reducing sugars from CMC. Different nitrogen sources at various concentrations and initial pH values were evaluated for their effect on enzyme production. Further the enzyme production was determined at different fermentation times. Molecular identification was then performed using bacterial 16s rRNA gene amplification and sequencing. A cellulolytic bacterium was isolated from municipal waste samples and identified based on morphological, physiological and biochemical characteristics along with 16S rRNA analysis. The isolated bacterium was identified as Bacillus subtilis (accession number KU681044). Whose growth characteristics showed that its growth curve entered the logarithmic phase following 10­18 h with the stable growth phase ranging from 23 to 37 h. The optimal carbon source for fermentation was 1% rice hull, with the nitrogen source comprised of 2% peptone and yeast extract. The the minimum CMCase activity was observed at an initial medium pH of 4.0, while the maximum was observed at pH 7. The strain grew vigorously and the cellulase yield was high at 6­24 h fermentation time period. The isolated bacteria showed the degrading potential of cellulose which could be employed in local industrial process.
RESUMO
Resíduos urbanos são ricos em compostos lignocelulósicos que contêm celulose, lignina e hemicelulose. Microrganismos podem quebrar esses compostos e convertê-los em glicose e outros carboidratos. O presente estudo foi realizado para isolar e identificar bactérias celulolíticas em resíduos urbanos. Amostras de resíduos municipais foram coletadas e plaqueadas em ágar Carboximetilcelulose (CMC). A identificação preliminar dos isolados foi realizada utilizando ensaios bioquímicos padrão. A atividade da carboximetilcelulose (CMCase) foi especificada através da medição da liberação de açúcares redutores da CMC. Diferentes fontes de nitrogênio em várias concentrações e valores iniciais de pH foram avaliados quanto ao seu efeito na produção de enzimas. Além disso, a produção de enzima foi determinada em diferentes tempos de fermentação. A identificação molecular foi então realizada utilizando amplificação e sequenciamento do gene bacteriano 16s rRNA. Uma bactéria celulolítica foi isolada de amostras de resíduos urbanos e identificada com base em características morfológicas, fisiológicas e bioquímicas, juntamente com a análise 16S rRNA. A bactéria isolada foi identificada como Bacillus subtilis (número de acesso KU681044). Cujas características de crescimento mostraram que sua curva de crescimento entrou na fase logarítmica após 10-18 h com a fase de crescimento estável variando de 23 a 37 h. A fonte de carbono ótima para a fermentação foi 1% de casca de arroz, com a fonte de nitrogênio composta de 2% de peptona e extrato de levedura. A atividade mínima de CMCase foi observada em um pH médio inicial de 4,0, enquanto a máxima foi observada em pH 7. A linhagem cresceu vigorosamente e o rendimento de celulase foi alto no período de 6 a 24 horas de fermentação. As bactérias isoladas mostraram o potencial de degradação da celulose que poderia ser empregada no processo industrial local.
Subject(s)


Full text: Available Index: LILACS (Americas) Main subject: Bacillus subtilis / Waste Products / Carboxymethylcellulose Sodium / Cellulase Type of study: Diagnostic study / Prognostic study Language: English Journal: Biosci. j. (Online) Journal subject: Agricultura / Disciplinas das Ciˆncias Biol¢gicas / Pesquisa Interdisciplinar Year: 2018 Type: Article Affiliation country: Iran Institution/Affiliation country: Islamic Azad University/IR / University of Guilan/IR

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Full text: Available Index: LILACS (Americas) Main subject: Bacillus subtilis / Waste Products / Carboxymethylcellulose Sodium / Cellulase Type of study: Diagnostic study / Prognostic study Language: English Journal: Biosci. j. (Online) Journal subject: Agricultura / Disciplinas das Ciˆncias Biol¢gicas / Pesquisa Interdisciplinar Year: 2018 Type: Article Affiliation country: Iran Institution/Affiliation country: Islamic Azad University/IR / University of Guilan/IR