بهینه‌سازی تولید آلفا آمیلاز با استفاده از باکتری باسیلوس سابتیلیس ptcc 1720 در شرایط تخمیر بستر جامد و خالص‌سازی جزئی آنزیم

مقدمه: آلفا آمیلاز از پرکاربردترین آمیلازها در صنعت است. تولید آمیلاز باکتریایی کم‌هزینه‌تر و آسان‌تر است. همچنین، روش تخمیر در حالت جامد به‌دلیل مزایایی همچون کاهش چشمگیر هزینه‌ها و بازیافت مواد زائد سرشار از مواد مغذی یک روش کارآمد برای تولید آمیلاز صنعتی است. بقایای کشاورزی حاوی ترکیبات مغذی مانند سبوس گندم، سوبسترا‌های اقتصادی‌تری برای تخمیر در حالت جامدند. هدف این پژوهش، بهینه‌سازی تولید آلفا آمیلاز از باسیلوس سابتیلیس با استفاده از سبوس گندم در شرایط تخمیر در بستر جامد و تخلیص جزئی این آنزیم بود.مواد و روش‏‏ها: در این مطالعه تولید آلفا آمیلاز باسیلوس سابتیلیس ptcc 1720 در شرایط تخمیر بستر جامد بررسی و بهینه‌سازی شده است. تمامی پروتئین‌های تولیدشده در شرایط بهینه با محلول اشباع آمونیوم سولفات 75 درصد رسوب‌دهی، جداسازی، تغلیظ و دیالیز شدند. فعالیت آلفا آمیلاز با کمک معرف دی‌نیترو سالیسیلیک‌اسید (dns) سنجیده شد. درصد خلوص با روش بردفورد و خلوص جزئی آنزیم با روش الکتروفورز ژل پلی‌اکریل‌آمید سدیم دودسیل سولفات (sdspage) مشخص شد.نتایج: تولید بهینه‌ آنزیم زمانی حاصل شد که10 گرم سبوس گندم با 15میلی‌لیتر آب شهری مخلوط شد و با 3 میلی‌لیتر از مایه تلقیح با جذب نوری 1 (cfu/ml 109) تلقیح و در دمای 37 درجه‌ سانتی‌گراد به مدت 72 ساعت گرماگذاری شد. فعالیت آلفا آمیلاز بعد از رسوب‌دهی با آمونیوم سولفات 75 درصد،(u/ml)  563/3 بود و میزان خلوص آنزیم 8/26 درصد محاسبه شد. وزن آنزیم تخلیص‌شده نیز 63 کیلودالتون ارزیابی شد.بحث و نتیجه‏گیری: براساس یافته‌های این تحقیق، تخمیر بر بستر جامد با حضور باسیلوس می‌تواند مسیری جدید و ارزشمند برای تولید آنزیم آمیلاز فراهم کند.

Optimization of Alpha-Amylase Production Using Bacillus Subtilis PTCC 1720 under Solid-State Fermentation and Partial Purification of the Enzyme

Introduction: Alphaamylase is one of the most widelyused amylase types in the industry. Bacterial amylase production is less expensive and easier. Also, solidstate fermentation is an efficient method for the production of industrial amylase due to its advantages such as significant cost reduction and recycling of nutrientrich wastes. Agricultural residues containing nutrients such as wheat bran are more economical substrates for solidstate fermentation. The aim of the present study was to optimize the production of alphaamylase from Bacillus subtilis using wheat bran under solidfermentation and partial purification of this enzyme.Materials and Methods: In this study, alphaamylase production by Bacillus subtilis PTCC 1720 in solidstate fermentation (SSF) was investigated and optimized. The produced alphaamylase in solidstate fermentation was precipitated, separated, concentrated, and dialyzed with 75% ammonium sulfate. Alphaamylase activity was measured by the DNS method. The protein content after dialysis was estimated by the Bradford method and the purity of the enzyme was calculated. The molecular weight and partial purity of the enzyme were determined by polyacrylamidesodium dodecyl sulfate gel electrophoresis (SDSPAGE).Results: The results of the study showed optimal enzyme production was achieved when 10 gr of wheat bran mixed with 10 ml tap water and inoculated with 3 ml of bacterial inoculum with OD=1.0 (109 CFU/mL) and incubated at 37 °C for 72 h. The alphaamylase activity after precipitation with 75% ammonium sulfate solutions was 3.563 U/mL.  As a result, the purity of alphaamylase precipitated with 75% saturated ammonium sulfate was estimated to be 26.8% and its molecular weight was 63 KDaDiscussion and Conclusion: Based on the results of the study, solidstate fermentation is a new and valuable way for amylase production using Bacillus subtilis.