Adsorption of amyloglucosidase from Aspergillus niger NRRL 3122 using ion exchange resin

ABSTRACT

Amyloglucosidase enzyme was produced by Aspergillus niger NRRL 3122 from solid-state fermentation, using deffated rice bran as substrate. The effects of process parameters (pH, temperature) in the equilibrium partition coefficient for the system amyloglucosidase - resin DEAE-cellulose were investigated, aiming at obtaining the optimum conditions for a subsequent purification process. The highest partition coefficients were obtained using 0.025M Tris-HCl buffer, pH 8.0 and 25ºC. The conditions that supplied the highest partition coefficient were specified, the isotherm that better described the amyloglucosidase process of adsorption obtained. It was observed that the adsorption could be well described by Langmuir equation and the values of Qm and Kd estimated at 133.0 U mL-1 and 15.4 U mL-1, respectively. From the adjustment of the kinetic curves using the fourth-order Runge-Kutta algorithm, the adsorption (k1) and desorption (k2) constants were obtained through optimization by the least square procedure, and the values calculated were 2.4x10-3 mL U-1 min-1 for k1 and 0.037 min-1 for k2 .

RESUMO

A enzima amiloglicosidase foi produzida por Aspergillus niger NRRL 3122 através de fermentação em estado sólido, tendo como substrato farelo de arroz desengordurado. Os efeitos dos parâmetros de processo (pH e temperatura) no coeficiente de partição no equilíbrio, para o sistema amiloglicosidase - resina DEAE-celulose foram investigados, com o objetivo de se obter as melhores condições para um posterior processo de purificação. Os maiores coeficientes de partição foram obtidos usando tampão Tris-HCl 0,025M pH 8,0 e 25°C. Determinadas as condições que forneceram o maior coeficiente de partição obteve-se a isoterma que melhor descrevia o processo de adsorção de amiloglicosidase. Foi verificado que adsorção pode ser bem descrita pela equação de Langmuir e os valores de Qm e Kd foram estimados em 133,0 U mL-1 e 15,4 U mL-1 respectivamente. A partir do ajuste das curvas cinéticas utilizando o método de Runge-Kutta de quarta ordem, obteve-se as constantes de adsorção (k1) e dessorção (k2) através da otimização pelo método dos mínimos quadrados, os valores encontrados foram 2,4x10-3 mL U-1 min-1 para k1 e 0,037 min-1 para k2.