Recovery of phytase produced by solid-state fermentation on citrus peel

ABSTRACT

The extraction of phytase produced by solid-state fermentation of citrus peel was studied employing a multistage leaching process. It was observed that the extracts containing EDTA retained over 90 percent of phytase activity at room temperature after 24 h after the leaching. A fractional design 2² (with 4 replicates at the central point) was carried out for testing the pH and agitation as process independent factors. Only the interaction between the pH and agitation showed a significant influence. These factors were optimized with a central composite design. Agitation at 300 rpm and pH at 5.0 were the best conditions to extract the enzyme from solid matrix. The modeling of the process indicated that diffusivity of the enzyme in the solvent was the controlling mechanism. The corresponding kinetic constant and saturation concentration in this process were 0.89 min-1 and 4.0 IU/mL, respectively. The multistage process indicated that after two steps, it was possible to recover 85 percent of total enzyme produced.

RESUMO

A extração de fitases produzidas por fermentação em estado sólido de polpa cítrica foi estudada utilizando um processo de extração sólido-líquido em varias etapas. A adição de EDTA permite manter durante 24 horas a temperatura ambiente 90 por cento da atividade inicial do caldo com a enzima extraída. Um planejamento fatorial 2², com 4 replicas no ponto central, foi desenvolvido para testar os valores de ph e agitação convenientes para a extração das enzimas. A interação entre ambos os fatores foi estadisticamente significativa. A atividade da enzima foi otimizada nos valores onde o pH (5.0) e a agitação (350 rpm) resultaram ser as melhores condições para extrair a enzima da matriz sólida. O ajuste do modelo matemático obtido mostra que é possível considerar a difusividade como o mecanismo que controla o processo de transferência de massa. A constante cinética que descreve este processo e a concentração de saturação foram 0.039 min-1 e 4.01 IU/mL respectivamente. A extração em varias etapas mostrou que nas duas primeiras etapas é possível recuperar 85 por cento da fitase produzida.