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α-amylase production obtained from Aspergillus niger ATCC 1004 by solid state fermentation using Croton linearifolius residues as substrate

Authors :
Janaina Silva De Freitas
Juliana Antunes da Luz
Danilo Junqueira Leão
Marcelo Franco
Thamilly Moreira Silva
Simone Andrade Gualberto
Dhiéssica Dos Santos Ribeiro
Jabson Menezes Teixeira
Source :
Research, Society and Development; Vol. 10 No. 11; e510101119891, Research, Society and Development; Vol. 10 Núm. 11; e510101119891, Research, Society and Development; v. 10 n. 11; e510101119891, Research, Society and Development, Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI), instacron:UNIFEI
Publication Year :
2021
Publisher :
Research, Society and Development, 2021.

Abstract

The objective of this work was to optimize the production and characterize α-amylase produced by Aspergillus niger through solid state fermentation, using leaf residues of C. linearifolius as substrate. For optimization, the incubation temperature, initial humidity and fermentation time were combined based on Doehlert experimental design. The highest productivity of the enzyme was 122.88 Ug-1, at 33oC, 70% humidity and 14 days of time. In the enzymatic characterization, the enzyme extract presented pH 5.0 and temperature 50oC, and α-amylase was thermostable up to 60oC, maintaining more than 90% of the activity. In evaluation of the effect of salt addition, sodium carbonate, calcium chloride, iron chloride, and cobalt chloride increased the enzymatic activity of α-amylase, while potassium and sodium from their chlorides served as enzyme inhibitors. The Km and Vmax values ​​found were 0.04 mg/mL and 46.95 µmol/min/mL, respectively, indicating that the substrate has affinity for α-amylase. Therefore, the results demonstrate that the residues of C. linearifolius can be used as a substrate for A. niger in the production of enzymatic extracts, such as α-amylase. El objetivo de este trabajo fue optimizar la producción y caracterizar la α-amilasa producida por Aspergillus niger mediante fermentación en estado sólido, utilizando residuos de las hojas de C.linearifolius como sustrato. Para la optimización, la temperatura de incubación, la humedad inicial y el tiempo de fermentación se combinaron según el diseño experimental de Doehlert. La mayor productividad enzimática fue de 122,88 Ug-1, a 33ºC, 70% de humedad y 14 días de tiempo. En la caracterización enzimática, el extracto enzimático tuvo un pH de 5 y una temperatura de 50° C, y la α-amilasa fue termoestable hasta 60 ° C, manteniendo más de 90% de la actividad. Al evaluar el efecto de la adición de sal, el carbonato de sodio, el cloruro de calcio, el cloruro de hierro y el cloruro de cobalto aumentaron la actividad de la α-amilasa, mientras que el potasio y el sodio de sus cloruros sirvieron como inhibidores enzimáticos. Los valores de Kmy Vmax encontrados fueron 0.04 mg / mL y 46.95 µmol/min/mL, respectivamente, lo que indica que el sustrato tiene afinidad por la α-amilasa. Por lo tanto, los resultados demuestran que los residuos de C.linearifolius pueden usarse como sustrato para A. niger en la producción de extractos enzimáticos, como la α-amilasa. O objetivo desse trabalho foi otimizar a produção e caracterizar a α-amilase produzida por Aspergillus niger através de fermentação em estado sólido, utilizando resíduos das folhas de C.linearifolius como substrato. Para otimização, a temperatura de incubação, umidade inicial e tempo de fermentação foram combinados com base no planejamento experimental Doehlert. A maior produtividade da enzima foi 122.88 Ug-1, a 33ºC, 70% de umidade e 14 dias de tempo. Na caracterização enzimática, o extrato enzimático apresentou pH 5 e temperatura 50°C, e a α-amilase foi termoestável até 60°C, mantendo mais de 90% da atividade. Na avaliação do efeito de adição de sal, carbonato de sódio, cloreto de cálcio, cloreto de ferro, e cloreto de cobalto aumentaram a atividade da α – amilase, enquanto o potássio e o sódio de seus cloretos serviram como inibidores enzimáticos. Os valores de Km e Vmáx encontrados foram 0.04 mg/mL e 46.95 µmol/min/mL, respectivamente, indicando que o substrato possui afinidade para α - amilase. Portanto, os resultados demonstram que os resíduos de C.linearifolius podem ser utilizados como substrato para A.niger na produção de extratos enzimáticos, como α – amilase.

Details

Language :
English
ISSN :
25253409
Database :
OpenAIRE
Journal :
Research, Society and Development; Vol. 10 No. 11; e510101119891, Research, Society and Development; Vol. 10 Núm. 11; e510101119891, Research, Society and Development; v. 10 n. 11; e510101119891, Research, Society and Development, Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI), instacron:UNIFEI
Accession number :
edsair.doi.dedup.....e361a9e30a6d4c6b9692f4a3e5e36f0c