Production and characterization of thermostable alpha-amylase and xylanase from thermobacillus sp. vo15 and bacillus licheniformis. vo14

Abstract

Bu çalışmada, Billoris (Sağlarca, Siirt) sıcak su kaynağından izole edilen termofilik izolatlar VO15 ve VO14 kullanılmış ve derin kültür fermentasyonuyla, termofilik bakteriler tarafından ekstraselular alfa-amilaz ve ksilanaz enzimleri için optimum üretim koşullarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Alfa-amilaz için optimum üretim koşulları inkübasyon zamanı, sıcaklık ve pH Thermobacillus sp.VO15 için 48 saat (12.53 U/mg), 40°C ve pH 6.0 olarak, B.licheniformis VO14 için 24 saat (15.98 U/mg), 45°C ve pH 7.0 olarak elde edilmiştir.Ksilanaz için optimum üretim koşulları inkübasyon zamanı, sıcaklık ve pH Thermobacillus sp.VO15 için 24 saat (28.24 U/mg), 45°C ve pH 6.0 olarak, B.licheniformis VO14 için 24 saat (32.52 U/mg), 40°C ve pH 5.0 olarak elde edilmiştir. Azot kaynakları arasında maksimum alfa-amilaz üretimi Thermobacillus sp için amonyum sülfat (117.6%) ve B.licheniformis için maya ekstraktından (122.44%) elde edilmiştir. Surfaktant olarak Tween-40 kullanıldığında her iki bakteride de alfa-amilaz ve ksilanaz enzimlerinin üretiminde artiş kaydedilmiştir.Sıcaklık ve pH, sıcaklık ve pH stabiliteleri, NaCl, deterjanlar, surfaktantlar ve metal iyonlarının enzim karakterizasyonuna etkisi gibi değişik parametreler test edilmiştir. Ayrıca farklı nişastaların alfa-amilaz tarafından parçalanmaları çalışılmıştır. 50ºC - 110ºC sıcaklık değerlerinde enzimlerin sıcaklık stabiliteleri karşılaştırılmıştır. Thermobacillus sp.VO15 tarafından üretilen alfa-amilazın 110ºC'de 30 ve 240 dakika ön inkübasyona bırakılmasından sonra enzim aktivitesini sırasıyla %95 ve %80 oranında koruduğu gözlenmiştir. Her iki bakteriden elde edilen alfa-amilazın Cd+2 ve Hg+2 tarafından aşırı şekilde inhibe edildiği, Co2+ tarafından aktive edildiği tespit edilmiştir.

Thermophilic strains VO15 and VO14 were isolated from the hot-spring water of Billoris (Sağlarca), Siirt in Turkey, were used in this work. The study was aimed to produce and determine the optimum condition for extracellular alpha-amylase and xylanase by thermophilic bacteria under submerged fermentation (SmF). The optimum condition for production alpha-amylase by SmF, for Thermobacillus sp.VO15 and B.licheniformis VO14, time of incubation recorded at 48 and 24 hours (12.53 and 15.98 U/mg), temperature 40°C and 45°C and pH 6.0 and 7.0, respectively. The optimum condition for production xylanase, for Thermobacillus sp.VO15 and B.licheniformis VO14, time of incubation recorded at 24 hours for both (28.24 and 32.52 U/mg), temperature 45°C and 40°C and pH 6.0 and 5.0, respectively. The maximum alpha-amylase production by Thermobacillus sp and B.licheniformis were found with ammonium sulfate (117.6%) and yeast extract (122.44%), respectively. The maximum alpha-amylase and xylanase production were obtained with Tween-40 for both bacteria.Various parameters such as temperature and pH, temperature and pH stability, NaCl, detergents, surfactants and metal ions on influence of enzyme characterization were tested. In addition degradation of different starches by alpha-amylase was assayed. Temperature values (50ºC - 110ºC) were examined to compare the differences of the stabilities. The alpha-amylase produced by Thermobacillus sp.VO15, at 110ºC keep more than 95% and 80% of its activity after 30 and 240 min, respectively. alpha-amylases were strongly inhibited by Cd+2 and Hg+2. Both enzymes activated by Co2+.