Abstract:
The cellulase producing bacteria were isolated fromvarious region including paper industry waste,
municipal waste, sugarcane farm, garden, and wood furnishing region. Total 34 isolates were obtained by
the primary screening technique from which 11 isolates were showing maximum cellulase activity. Potential
isolates were obtained from wood furnishing region and paper industry waste. These 11 isolates were then
evaluated by secondary screening for enzyme production. Among these 11 isolates CDB27 and CDB30 were
selected as most efficient enzyme producers and their specific enzyme activity in the crude sample was
found to be 6.0U/mg and 8.4 U/mg and of partially purified sample was found to be 6.97 U/mg and 9.3
U/mg respectively. Isolates were tentatively characterized on the basis of their cultural and morphological
and biochemical characteristics, CDB27 and CDB30 were identified to be Pseudomonas spand Bacillus sp
respectively. Further partial purification of the cellulase enzyme was carried out by ammonium sulfate
precipitation followed by dialysis. Optimization ofdifferent parameters was carried out for the production
of cellulase by both efficient isolates. The maximum enzyme producing isolate CDB30 was used to check
biodegradation properties at laboratory scale.
Keywords:Bacillus sp.,Biodegradation,Cellulase, Optimization, Partial purification, Pseudomonas sp,.
1.0 Introduction:
The value of cellulose as a renewable source of
energy has made cellulose hydrolysis the subject
of intense research and industrial interest (Bhat
,2000).It is the primary product of photosynthesis
in terrestrial environments, and the most
abundant renewable Bioresource produced in the
biosphere(100 billion dry tons/year) (Zhang and
Lynd, 2004). Approximately 70% of plant biomass
is locked up in 5- and 6-carbon sugars (D- xylose,
D- arabinose, D- glucose, D- galactose, D-mannose) which are found in lignocellulosic
biomass comprised of mainly cellulose, lesser
hemicelluloses and least of all lignin (Sadhu and
Maiti, 2013). It is possible to convert this
biopolymer into monomeric molecule glucose by
both chemical and biological means. Cellulose the
largest component of plant residues enters
terrestrial ecosystems (Richmond, 1991) and
therefore represents a huge source of energy for
microorganisms, the main agents responsible for
soil organic matter decomposition (Lavelle and
Spain, 2001). Microorganisms including bacteria,
fungi and actinomycetes are able to carry out
bioconversion of cellulose. Cellulose, a crystalline
polymer of D-glucose residues connected with β-1,
4 glucosidic linkages, being the primary structural
material of plant cell wall, is the most abundant
carbohydrate in nature (Sahaet al., 2006).Hence, it
has become a considerable economic interest to
develop processes for effective treatment and
utilization of cellulosic wastes as inexpensive
carbon sources (Shanmugapriyaet al., 2012).
Cellulase is an enzyme used for the bioconversion
of cellulosic and lignocellulosic residues.
Cellulolytic activity is a multi-complex enzyme
system and complete enzymatic hydrolysis of
enzyme requires synergistic action of 3
enzymes;endo-•-glucanase (EC 3.2.1.4), exo-•-glucanase (EC 3.2.1.91) and •–glucosidase (EC
3.2.1.21) (Shankar andIsaiarasu, 2011). These
enzymes act sequentially in the synergistic system
and subsequently convert cellulose into an
utilizable energy source and glucose and hence
cellulases provide a key role in biomass utilization.
Mainly efficient cellulase activities are observed in
fungi but there is increasing interest in cellulase
production by bacteria because bacteria have high
growth rate as compared to fungi and has good
potential to be used in cellulase production. The
Universal Journal of Environmental Research and Technology
40
Shaikh et al.
search for a novel and improved bacterial strain,
having hyper cellulase productivity with more
activity and high stability against temperature, pH
and under non-aseptic conditions might make the
process more economical.Bacteria and fungi have
been found to produce and secrete these enzymes
freely in solution; however, some microorganisms
have also been found to produce cell-bound
enzymes and multi-protein complexes expressing
cellulases and hemicellulases called cellulosomes.
The cellulosome was first discovered in 1983 from
the anaerobic, thermophilic spore-forming
Clostridium thermocellum(Maki et al., 2011). The
production of cellulase generally depends on
variety of growth parameters which includes
inoculum size, pH value, temperature , presence of
inducers, medium additives, aeration, growth and
time (Immanuel et al., 2006) and also the cellulase
activity is appear to be depend on the presence of
various metal ions as activators and inhibitors
(Muhammad et al., 2012).Cellulases have
numerous applications in the area of industry and
pharmaceuticals. The major industrial applications
of cellulases are in textile industry for ‘bio-polishing’ of fabrics and producing stonewashed
look of denims, in household laundry detergents
for improving fabric softness and brightness
(Cavaco-Paulo, 1998), in food, leather, paper/pulp
industries and also used in the fermentation of
biomass for the boifuel production. Besides,
cellulases are also used in ruminant nutrition for
improving digestibility, in fruit juices processing
and another emerging application is de-inking of
paper (Sakthivelet al.,2010). These industrial
applications focused on to the cellulases which can
be highly stable and in active state at extreme pH
and temperature. Certain cellulase producing
bacteria are also inhabiting the Erthwormgut
which are responsible for decomposition of
organic matter and composting (Shankaret al.,
2011).
Beyond free bacterial cellulases, is the opportunity
for whole cells in bacterial co-culture and strains
with multiple exploitable characteristics to reduce
the time and cost of current bio-conversion
processes. And also as the final product of
cellulose degradation by cellulase enzyme is
glucose wich is soluble sugar. So, isolation and
characterization of cellulase producing bacteria
will continue to be an important aspect of biofuel
research, biodegradation and bioremediation.
The present study was attempted with the
following objectives:
• To isolate and screen cellulolytic bacteria
from different environmental sources.
• Production of cellulase from potential
isolates by submerge fermentation process.
• Partial purification of cellulase and
determination of its Enzyme activity and
Specific activity.
• Optimization of different parameters for
batter cultivation and production process.
• Application of potential isolate in
biodegradation of cellulosic material.
บทคัดย่อ:
cellulase ผลิตแบคทีเรียที่แยก fromvarious ภูมิภาครวมทั้งขยะอุตสาหกรรมกระดาษ,
ขยะเทศบาล ฟาร์มอ้อย ตกแต่งสวน และไม้ภูมิภาค แยก 34 รวมได้รับมาโดย
เทคนิคการคัดกรองหลักซึ่งแยก 11 ได้แสดงกิจกรรม cellulase สูงสุด มีศักยภาพ
แยกได้รับจากภูมิภาคเฟอร์นิเจอร์ไม้และกระดาษอุตสาหกรรมเสีย แยก 11 เหล่านี้ได้แล้ว
ประเมิน โดยตรวจรองสำหรับการผลิตเอนไซม์ ระหว่างนี้ 11 แยก CDB27 และ CDB30 ถูก
เลือกเป็นผลิตเอนไซม์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดและเอนไซม์ของพวกเขาเฉพาะในตัวอย่างน้ำมัน
ต้องมี 6.0U / มิลลิกรัมและ U 8.4 มิลลิกรัม และของตัวอย่างบริสุทธิ์บางส่วนพบเป็น 6.97 U/มิลลิกรัม และ 9.3
U/มิลลิกรัม ตามลำดับ อย่างถูกลักษณะแยกตามการวัฒนธรรม และสัณฐาน
และระบุลักษณะชีวเคมี CDB27 และ CDB30 ให้ ลี spand คัด sp
ตามลำดับ ต่อไป ทำให้บริสุทธิ์บางส่วนของเอนไซม์ cellulase ถูกดำเนินการ โดยแอมโมเนียมซัลเฟต
ฝนตามหน่วยงาน เพิ่มประสิทธิภาพ ofdifferent พารามิเตอร์ถูกดำเนินการสำหรับการผลิต
ของ cellulase โดยแยกทั้งสองมีประสิทธิภาพ ใช้เอนไซม์สูงสุดที่ผลิต CDB30 แยกเข้า
biodegradation คุณสมบัติในระดับห้องปฏิบัติการ
Sp.คำสำคัญ: คัด Biodegradation, Cellulase เพิ่มประสิทธิภาพ ทำให้บริสุทธิ์บางส่วน Pseudomonas sp
1.0 แนะนำ:
ของเซลลูโลสเป็นแหล่งทดแทนของ
พลังงานทำไฮโตรไลซ์เซลลูโลสเรื่อง
วิจัยเข้มข้นน่าสนใจอุตสาหกรรม (บัต
, 2000)เป็นผลิตภัณฑ์หลักของการสังเคราะห์ด้วยแสง
ในสภาพแวดล้อมภาคพื้น และที่สุด
Bioresource อุดมสมบูรณ์ทดแทนผลิตใน
ชีวบริเวณ (100 ล้านแห้งตัน/ปี) (เตียว และ
Lynd, 2004) ประมาณ 70% ของพืชชีวมวล
ถูกล็อกในน้ำตาล 5 และ 6-คาร์บอน (D xylose,
D-arabinose, D-กลูโคส กา แล็กโทส D, D-mannose) ซึ่งพบใน lignocellulosic
ชีวมวลประกอบด้วยส่วนใหญ่เป็นเซลลูโลส น้อย
hemicelluloses และ lignin น้อยที่สุดของทั้งหมด (Sadhu และ
Maiti, 2013) จำเป็นต้องแปลงนี้
biopolymer เป็นน้ำตาลกลูโคสโมเลกุล monomeric โดย
หมายถึงทั้งเคมี และชีวภาพ เซลลูโลส
ป้อนองค์ประกอบที่ใหญ่ที่สุดของพืชตก
ระบบนิเวศภาคพื้น (ริชมอนด์ 1991) และ
จึง แสดงเป็นแหล่งพลังงานขนาดใหญ่
จุลินทรีย์ ตัวแทนหลักที่ชอบ
ดินแยกส่วนประกอบอินทรีย์ (ลาเวลล์ และ
สเปน 2001) จุลินทรีย์รวมทั้งเชื้อแบคทีเรีย,
actinomycetes และเชื้อราจะสามารถดำเนินการ
bioconversion ของเซลลูโลส เซลลูโลส เป็นผลึก
พอลิเมอร์ของกลูโคส D ตกเชื่อมต่อ ด้วยβ-1,
ลิงค์ glucosidic 4 มีโครงสร้างหลัก
วัสดุของผนังเซลล์พืช เป็นสุด
คาร์โบไฮเดรตธรรมชาติ (Sahaet al., 2006)ดังนั้น มัน
ได้กลายเป็นสนใจเศรษฐกิจมากไป
พัฒนากระบวนการรักษามีประสิทธิภาพ และ
ใช้ cellulosic เปลืองไม่แพงเป็น
แหล่งคาร์บอน (Shanmugapriyaet al., 2012)
Cellulase เป็นเอนไซม์ที่ใช้สำหรับการ bioconversion
ของตกค้าง lignocellulosic และ cellulosic
Cellulolytic เป็นเอนไซม์ที่ซับซ้อนหลาย
ระบบและไฮโตรไลซ์เอนไซม์ในระบบสมบูรณ์ของ
เอนไซม์ต้องการพลังของ 3
เอนไซม์ endo-•-คัด (EC 3.2.1.4), เอกโซ-•-คัด (EC 3.2.1.91) และ •–glucosidase (EC
3.2.1.21) (แชงการ์ andIsaiarasu, 2011) เหล่านี้
เอนไซม์ทำหน้าที่ตามลำดับในระบบพลัง
และในเวลาต่อมาแปลงเป็นเซลลูโลสในการ
แหล่งพลังงาน utilizable และน้ำตาลกลูโคส และดังนั้น
cellulases มีบทบาทสำคัญในการใช้ชีวมวล
กิจกรรมมีประสิทธิภาพ cellulase ส่วนใหญ่พบใน
เชื้อราแต่มีเพิ่มสนใจใน cellulase
ผลิต โดยแบคทีเรียเพราะแบคทีเรียสูง
อัตราเมื่อเทียบกับเชื้อราเจริญเติบโต และได้ดี
ศักยภาพที่จะใช้ในการผลิต cellulase
สากลสมุดรายวันสิ่งแวดล้อมวิจัยและเทคโนโลยี
40
เชค et al.
หานวนิยายและปรับปรุงต้องใช้แบคทีเรีย,
มี cellulase ไฮเปอร์ผลผลิต มีมากขึ้น
กิจกรรมและเสถียรภาพสูงกับอุณหภูมิ pH
และภายใต้เงื่อนไขที่ไม่เข้มข้นอาจทำให้การ
กระบวนการประหยัดมากขึ้นแบคทีเรียและเชื้อราได้
ถูกพบในการผลิต และหลั่งเอนไซม์เหล่านี้
อิสระในโซลูชัน อย่างไรก็ตาม จุลินทรีย์บาง
ยังพบได้ในการผลิตเซลล์ผูก
เอนไซม์และโปรตีนหลายคอมเพล็กซ์แสดง
cellulases และ hemicellulases เรียกว่า cellulosomes
Cellulosome ถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1983 จาก
ไม่ใช้ออกซิเจน thermophilic สปอร์รูป
เชื้อ Clostridium thermocellum (ร็อคเฟลเลอร์ et al., 2011) ใน
ผลิต cellulase ขึ้นอยู่ทั่วไปบน
หลากหลายของพารามิเตอร์การเจริญเติบโตซึ่งรวมถึง
ขนาด inoculum ค่า pH อุณหภูมิ ของ
inducers สารปานกลาง aeration เจริญเติบโต และ
เวลา (ชาติอิมมานูเอลและ al., 2006) และยัง cellulase
กิจกรรมจะปรากฏจะขึ้นอยู่กับสถานะของ
ต่าง ๆ โลหะประจุคริปต์และ inhibitors
(มุหัมมัด et al., 2012)มี cellulases
งานจำนวนมากในพื้นที่อุตสาหกรรม และ
ยา โปรแกรมอุตสาหกรรมสำคัญ
ของ cellulases อยู่ในอุตสาหกรรมสิ่งทอสำหรับ 'ไบขัด' ของผ้าและผลิต stonewashed
ดูของ denims ในผงซักฟอกซักรีดในครัวเรือน
สำหรับปรับปรุงความนุ่มนวลของผ้าและความสว่าง
(Cavaco-เปา 1998), อาหาร หนัง กระดาษ/เยื่อกระดาษ
อุตสาหกรรม และยัง ใช้ในการหมัก
ชีวมวลสำหรับผลิต boifuel นอกจาก,
ยังใช้ cellulases โภชน ruminant สำหรับ
digestibility ในผลไม้แปรรูปปรับปรุง
และโปรแกรมประยุกต์อื่นที่เกิดขึ้นถูกยกเลิกด้วยของ
กระดาษ (Sakthivelet al., 2010) อุตสาหกรรมเหล่านี้
โปรแกรมประยุกต์เน้นระบบ cellulases ซึ่งสามารถ
จะมีเสถียรภาพสูง และอยู่ ในสถานะใช้งานอยู่ที่ค่า pH มาก
และอุณหภูมิ ผลิตบาง cellulase
แบคทีเรียจะยังอาศัยอยู่ Erthwormgut
ซึ่งมีหน้าที่ในการแยกส่วนประกอบของ
อินทรีย์และการหมัก (Shankaret al.,
2011)
เกินฟรี cellulases แบคทีเรีย มีโอกาส
สำหรับเซลล์ทั้งหมดในแบคทีเรียร่วมวัฒนธรรมและสายพันธุ์
มีหลายลักษณะ exploitable ลด
เวลาและต้นทุนของการแปลงทางชีวภาพปัจจุบัน
กระบวนการ และยังเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของ
คือย่อยสลายเซลลูโลส โดยเอนไซม์ cellulase
น้ำตาลกลูโคสซึ่งน้ำตาลที่ละลายน้ำได้ ดังนั้น แยก และ
คุณสมบัติของผลิตแบคทีเรีย cellulase
จะยังคงเป็นข้อมูลด้านต่าง ๆ ที่สำคัญของเชื้อเพลิงชีวภาพ
วิจัย biodegradation และววิธี
การศึกษาปัจจุบันมีความพยายามกับการ
ตามวัตถุประสงค์:
• การแยกหน้าจอแบคทีเรีย cellulolytic
จากแหล่งข้อมูลสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกัน
•ผลิต cellulase จากศักยภาพ
แยกโดยจมลงใต้น้ำหมัก
•ทำให้บริสุทธิ์บางส่วนของ cellulase และ
กำหนดกิจกรรมของเอนไซม์ และ
กิจกรรม
•การเพิ่มประสิทธิภาพของพารามิเตอร์ต่าง ๆ สำหรับ
แป้งกระบวนการเพาะปลูกและผลิต
•ประยุกต์อาจแยกใน
biodegradation cellulosic วัสดุ
การแปล กรุณารอสักครู่..
Abstract:
The cellulase producing bacteria were isolated fromvarious region including paper industry waste,
municipal waste, sugarcane farm, garden, and wood furnishing region. Total 34 isolates were obtained by
the primary screening technique from which 11 isolates were showing maximum cellulase activity. Potential
isolates were obtained from wood furnishing region and paper industry waste. These 11 isolates were then
evaluated by secondary screening for enzyme production. Among these 11 isolates CDB27 and CDB30 were
selected as most efficient enzyme producers and their specific enzyme activity in the crude sample was
found to be 6.0U/mg and 8.4 U/mg and of partially purified sample was found to be 6.97 U/mg and 9.3
U/mg respectively. Isolates were tentatively characterized on the basis of their cultural and morphological
and biochemical characteristics, CDB27 and CDB30 were identified to be Pseudomonas spand Bacillus sp
respectively. Further partial purification of the cellulase enzyme was carried out by ammonium sulfate
precipitation followed by dialysis. Optimization ofdifferent parameters was carried out for the production
of cellulase by both efficient isolates. The maximum enzyme producing isolate CDB30 was used to check
biodegradation properties at laboratory scale.
Keywords:Bacillus sp.,Biodegradation,Cellulase, Optimization, Partial purification, Pseudomonas sp,.
1.0 Introduction:
The value of cellulose as a renewable source of
energy has made cellulose hydrolysis the subject
of intense research and industrial interest (Bhat
,2000).It is the primary product of photosynthesis
in terrestrial environments, and the most
abundant renewable Bioresource produced in the
biosphere(100 billion dry tons/year) (Zhang and
Lynd, 2004). Approximately 70% of plant biomass
is locked up in 5- and 6-carbon sugars (D- xylose,
D- arabinose, D- glucose, D- galactose, D-mannose) which are found in lignocellulosic
biomass comprised of mainly cellulose, lesser
hemicelluloses and least of all lignin (Sadhu and
Maiti, 2013). It is possible to convert this
biopolymer into monomeric molecule glucose by
both chemical and biological means. Cellulose the
largest component of plant residues enters
terrestrial ecosystems (Richmond, 1991) and
therefore represents a huge source of energy for
microorganisms, the main agents responsible for
soil organic matter decomposition (Lavelle and
Spain, 2001). Microorganisms including bacteria,
fungi and actinomycetes are able to carry out
bioconversion of cellulose. Cellulose, a crystalline
polymer of D-glucose residues connected with β-1,
4 glucosidic linkages, being the primary structural
material of plant cell wall, is the most abundant
carbohydrate in nature (Sahaet al., 2006).Hence, it
has become a considerable economic interest to
develop processes for effective treatment and
utilization of cellulosic wastes as inexpensive
carbon sources (Shanmugapriyaet al., 2012).
Cellulase is an enzyme used for the bioconversion
of cellulosic and lignocellulosic residues.
Cellulolytic activity is a multi-complex enzyme
system and complete enzymatic hydrolysis of
enzyme requires synergistic action of 3
enzymes;endo-•-glucanase (EC 3.2.1.4), exo-•-glucanase (EC 3.2.1.91) and •–glucosidase (EC
3.2.1.21) (Shankar andIsaiarasu, 2011). These
enzymes act sequentially in the synergistic system
and subsequently convert cellulose into an
utilizable energy source and glucose and hence
cellulases provide a key role in biomass utilization.
Mainly efficient cellulase activities are observed in
fungi but there is increasing interest in cellulase
production by bacteria because bacteria have high
growth rate as compared to fungi and has good
potential to be used in cellulase production. The
Universal Journal of Environmental Research and Technology
40
Shaikh et al.
search for a novel and improved bacterial strain,
having hyper cellulase productivity with more
activity and high stability against temperature, pH
and under non-aseptic conditions might make the
process more economical.Bacteria and fungi have
been found to produce and secrete these enzymes
freely in solution; however, some microorganisms
have also been found to produce cell-bound
enzymes and multi-protein complexes expressing
cellulases and hemicellulases called cellulosomes.
The cellulosome was first discovered in 1983 from
the anaerobic, thermophilic spore-forming
Clostridium thermocellum(Maki et al., 2011). The
production of cellulase generally depends on
variety of growth parameters which includes
inoculum size, pH value, temperature , presence of
inducers, medium additives, aeration, growth and
time (Immanuel et al., 2006) and also the cellulase
activity is appear to be depend on the presence of
various metal ions as activators and inhibitors
(Muhammad et al., 2012).Cellulases have
numerous applications in the area of industry and
pharmaceuticals. The major industrial applications
of cellulases are in textile industry for ‘bio-polishing’ of fabrics and producing stonewashed
look of denims, in household laundry detergents
for improving fabric softness and brightness
(Cavaco-Paulo, 1998), in food, leather, paper/pulp
industries and also used in the fermentation of
biomass for the boifuel production. Besides,
cellulases are also used in ruminant nutrition for
improving digestibility, in fruit juices processing
and another emerging application is de-inking of
paper (Sakthivelet al.,2010). These industrial
applications focused on to the cellulases which can
be highly stable and in active state at extreme pH
and temperature. Certain cellulase producing
bacteria are also inhabiting the Erthwormgut
which are responsible for decomposition of
organic matter and composting (Shankaret al.,
2011).
Beyond free bacterial cellulases, is the opportunity
for whole cells in bacterial co-culture and strains
with multiple exploitable characteristics to reduce
the time and cost of current bio-conversion
processes. And also as the final product of
cellulose degradation by cellulase enzyme is
glucose wich is soluble sugar. So, isolation and
characterization of cellulase producing bacteria
will continue to be an important aspect of biofuel
research, biodegradation and bioremediation.
The present study was attempted with the
following objectives:
• To isolate and screen cellulolytic bacteria
from different environmental sources.
• Production of cellulase from potential
isolates by submerge fermentation process.
• Partial purification of cellulase and
determination of its Enzyme activity and
Specific activity.
• Optimization of different parameters for
batter cultivation and production process.
• Application of potential isolate in
biodegradation of cellulosic material.
การแปล กรุณารอสักครู่..
บทคัดย่อ :
แบคทีเรียผลิตเซลลูเลสที่แยกได้จากภูมิภาครวมทั้งของเสียในอุตสาหกรรมกระดาษ
กากอ้อย , ฟาร์ม , สวนเทศบาล และไม้ตกแต่งพื้นที่ มีทั้งหมด 34 สายพันธุ์ที่ได้รับการคัดกรองโดย
เทคนิคเบื้องต้นจากที่ 11 ไอโซเลทที่แสดงกิจกรรมของเอนไซม์สูงสุด ที่แยกได้จากศักยภาพ
ไม้ตกแต่ง และเศษกระดาษ เขตอุตสาหกรรมทั้ง 11 ไอโซเลทแล้ว
ประเมินโดยการคัดกรองรองสำหรับการผลิตเอนไซม์ ในหมู่เหล่านี้ 11 ไอโซเลทและมี cdb27 cdb30
เลือกเป็นผู้ผลิตเฉพาะของเอนไซม์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดและกิจกรรมของเอนไซม์ในตัวอย่างดิบ
พบเป็น 6.0u/mg และ 8.4 U / mg และบริสุทธิ์บางส่วน พบว่าตัวอย่างเป็นตัว U / mg และ 9.3
U / mg ตามลำดับไอโซเลทแน่นอนลักษณะ บนพื้นฐานของวัฒนธรรมและลักษณะทางสัณฐานวิทยาและลักษณะทางชีวเคมีและ cdb27
, cdb30 ถูกระบุว่าเป็น spand Bacillus Pseudomonas sp
ตามลำดับ การทำให้บริสุทธิ์บางส่วนของเอนไซม์เซลลูเลสและดำเนินการโดยตกตะกอนด้วยแอมโมเนียม ซัลเฟต
ตามด้วยการฟอกไตพารามิเตอร์ที่เหมาะสมต่างกัน พบว่า การผลิตเซลลูเลสโดยมีประสิทธิภาพ
ของเชื้อ การผลิตเอนไซม์สูงสุดแยก cdb30 ถูกใช้เพื่อตรวจสอบ
คุณสมบัติการย่อยสลายในระดับห้องปฏิบัติการ
คำสำคัญ : Bacillus sp . , การสลายตัว , เซลลูเลส ให้เหมาะสม การทำให้บริสุทธิ์บางส่วน , Pseudomonas sp . บทนำ :
สำหรับมูลค่าของเซลลูโลสเป็นแหล่งพลังงานทดแทน
พลังงาน ทำให้การย่อยสลายเซลลูโลส
เรื่องของการวิจัยที่รุนแรงและอุตสาหกรรมที่น่าสนใจ ( ภัต
, 2000 ) เป็นผลิตภัณฑ์หลักของการสังเคราะห์แสง
ในสภาพแวดล้อมภาคพื้น และที่สุด
มากมายหมุนเวียนทรัพยากรชีวภาพที่ผลิตในมณฑล ( แห้ง 100 ล้านตัน / ปี ) ( จางและ
ลิน , 2004 ) ประมาณ 70% ของ
ชีวมวลพืช ถูกขังอยู่ใน 5 - 6-carbon ( D -
น้ำตาลไซโลส ,D - น้ำตาล arabinose , D - D - กลูโคสกาแลคโตสดี แมนโนส ) ซึ่งพบใน lignocellulosic
ชีวมวลส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซลลูโลสและลิกนิน hemicelluloses อย่างน้อยก็น้อยกว่า ( สาธุ
และ maiti 2013 ) มันเป็นไปได้ที่จะแปลงเป็นโมเลกุลกลูโคสเกิดแบบนี้
ทั้งทางเคมีและทางชีวภาพโดยวิธี . เซลลูโลส
ส่วนประกอบที่ใหญ่ที่สุดของเศษซากพืชเข้าสู่
ระบบนิเวศบก ( ริชมอนด์ , 1991 ) และ
จึงเป็นแหล่งใหญ่ของพลังงาน
จุลินทรีย์ , แกนหลักรับผิดชอบ
การสลายตัวของอินทรียวัตถุในดิน ( ลาเวลและ
สเปน , 2001 ) จุลินทรีย์ ได้แก่ แบคทีเรีย เชื้อรา และเชื้อแอคติโนมัยซีต
สามารถดําเนินการของเซลลูโลส เซลลูโลส พอลิเมอร์ผลึก
ของบีตา - ดี กูลโคสกากับ
14 เชื่อมโยงกลูโคส เป็นวัสดุที่มีโครงสร้าง
หลักของผนังเซลล์พืช เป็นคาร์โบไฮเดรตมากมาย
ส่วนใหญ่ในธรรมชาติ ( sahaet al . , 2006 ) . ดังนั้น , มันได้กลายเป็นผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจมาก
พัฒนากระบวนการสำหรับการรักษาที่มีประสิทธิภาพและการใช้ประโยชน์จากของเสียเซลลูโลส
( เป็นแหล่งคาร์บอน ราคาไม่แพง shanmugapriyaet al . , 2012 )
เซลลูเลส เป็นเอนไซม์ที่ใช้ในการ
ของเซลลูโลส และ lignocellulosic ตกค้าง กิจกรรมทดลองเป็นเอนไซม์ที่ซับซ้อนหลาย
ระบบย่อยเอนไซม์สมบูรณ์ของเอนไซม์ที่ต้องมีการกระทํา
3
เอนไซม์ เอนโด้ - A4 - กลู ( EC 3.2.1.4 ) , exo - บริการ - กลู ( EC 3.2.1.91 ) และ•–กลูโคซิเดส ( EC
3.2.1.21 ) ( Shankar andisaiarasu , 2011 ) เอนไซม์เหล่านี้เป็นพระราชบัญญัติใน
ที่ระบบและต่อมาแปลงเซลลูโลส เป็นแหล่งพลังงานที่ใช้ประโยชน์ได้และ
กลูโคสและจึงได้ให้สำคัญในการใช้ประโยชน์จากชีวมวล . กิจกรรมส่วนใหญ่จะพบว่าเอนไซม์ที่มีประสิทธิภาพ
แต่ในเชื้อรามีดอกเบี้ยที่เพิ่มขึ้นในการผลิตเซลลูเลสจากแบคทีเรีย เนื่องจากแบคทีเรีย
มีอัตราการเติบโตสูงเมื่อเทียบกับเชื้อราและมี
ศักยภาพที่จะใช้ในการผลิตเซลลูเลส .
วารสารสากลของการวิจัยและเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม
เชค 40 et al .
ค้นหาใหม่และการปรับปรุงสายพันธุ์แบคทีเรียที่มีการผลิตเซลลูเลส , ไฮเปอร์ด้วย
กิจกรรมมากขึ้น และมีความมั่นคงสูง กับ อุณหภูมิ ความเป็นกรดด่าง และภายใต้สภาพปลอดเชื้อปลอด
อาจจะทำให้กระบวนการที่ประหยัดมากขึ้น แบคทีเรีย และเชื้อราได้
ถูกพบผลิตและหลั่งเอนไซม์
เหล่านี้อิสระในการแก้ปัญหา อย่างไรก็ตาม บางจุลินทรีย์
ยังพบเซลล์ผลิตเอนไซม์และโปรตีนเชิงซ้อนหลายผูกพัน
และแสดงได้ hemicellulases เรียกว่า cellulosomes .
cellulosome ถูกค้นพบครั้งแรกในค.ศ. 1983 จากอากาศ และสร้างสปอร์
,
( Clostridium thermocellum มากิ et al . , 2011 )
โดยทั่วไปขึ้นอยู่กับการผลิตเซลลูเลสความหลากหลายของการเจริญเติบโตของพารามิเตอร์ซึ่งรวมถึง
ขนาด ค่าพีเอช อุณหภูมิเชื้อ , การปรากฏตัวของ
ใช้สื่อสาร , เครื่องเติมอากาศ , การเจริญเติบโตและ
( อิมมานูเอล et al . , 2006 ) และยังมีเอนไซม์
กิจกรรมที่ปรากฏจะขึ้นอยู่กับสถานะของโลหะไอออนและสารต่าง ๆ
( มุฮัมมัดและสารยับยั้ง al . , 2012 ) ได้มี
แอปพลิเคชันมากมายในพื้นที่ของอุตสาหกรรมและ
ยา สาขาอุตสาหกรรม
ของเซลลูเลสในอุตสาหกรรมสิ่งทอ ' ' ไบโอ ขัดผ้าและผลิต stonewashed
ดูของ denims ในครัวเรือนซักผ้าผงซักฟอกเพื่อเพิ่มความนุ่มนวลและความสว่างผ้า
( cavaco เปาโล , 1998 ) , อาหาร , หนัง , กระดาษ / เยื่อกระดาษ
อุตสาหกรรม และยังใช้ในการหมัก
ชีวมวล สำหรับ boifuel การผลิต นอกจากนี้
ได้นอกจากนี้ยังใช้ในโภชนศาสตร์สัตว์เคี้ยวเอื้องสำหรับ
ปรับปรุงการย่อยได้ในผลไม้แปรรูป และอีกโปรแกรมคือ เดอใหม่
หมึกของกระดาษ ( sakthivelet al . , 2010 ) อุตสาหกรรม
เหล่านี้มุ่งเน้นไปที่การได้ซึ่งสามารถ
ถูกและมีเสถียรภาพสูงในสถานะใช้งานที่รุนแรง
pH และอุณหภูมิ บางเซลผลิต
แบคทีเรียยังอาศัยอยู่ใน erthwormgut
ซึ่งมีหน้าที่ย่อยสลายอินทรียวัตถุ และการทำปุ๋ยหมัก (
shankaret al . , 2011 )
จากแบคทีเรียได้ฟรี เป็นโอกาสสำหรับเซลล์แบคทีเรียทั้งหมด
Co วัฒนธรรมและสายพันธุ์ที่มีหลาย exploitable ลักษณะเพื่อลดเวลาและต้นทุนของกระบวนการ
แปลงประวัติปัจจุบัน และยังเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการย่อยสลายเซลลูโลสด้วยเอนไซม์เซลลูเลส
คือการที่กลูโคสละลายน้ำได้น้ำตาล ดังนั้น การแยกและการศึกษาคุณสมบัติของแบคทีเรียผลิตเซลลูเลส
จะยังคงเป็นส่วนสำคัญของการวิจัยเชื้อเพลิงชีวภาพ
, การย่อยสลาย และวิธี .
การศึกษาจึงมีวัตถุประสงค์ :
-
ต่อไปนี้เพื่อแยกและหน้าจอย่อยสลายเซลลูโลสแบคทีเรีย
จากแหล่งข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกัน
-
ของศักยภาพการผลิตเซลลูเลสจากโดยาสายพันธุ์กระบวนการหมัก
-
ของเอนไซม์บริสุทธิ์บางส่วนและปริมาณของเอนไซม์และ
กิจกรรมที่เฉพาะเจาะจง
-
ของค่าพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการปะทะและกระบวนการผลิต
-
ของศักยภาพการแยกในการย่อยสลายเซลลูโลสวัสดุ
การแปล กรุณารอสักครู่..