微生物および生化学技術ジャーナル

概要

アノキシバチルス・アミロリチカスによるα-アミラーゼ生産のための農業廃棄物バイオマスの利用：精製と特性

イラリア・フィノーレ、パオラ・ディ・ドナート、アンナリタ・ポーリ、ベトゥル・キルダル、セイダ・カサヴィ、エブル・オ・トクソイ、バーバラ・ニコラウス、リシア・ラマ

Anoxybacillus に関する基礎研究と応用研究から蓄積された知識は、この属がデンプンやリグノセルロース系バイオマス、廃棄物処理、酵素技術、バイオエネルギー生産に関連する多くの用途で優れた代替品となり得ることを示唆しています。私たちは、南極で分離された好熱性 Anoxybacillus amylolyticus MR3CT 株由来の耐熱性 α-アミラーゼの精製、生化学的特性評価、固定化、および野菜廃棄物でのその生産を調査しました。特に、Arundo donax の根茎、Cynara cardunculus の廃棄物バイオマス、ジャガイモの皮を、液中発酵 (SmF) および固体発酵 (SSF) 条件でテストしました。分子量が約 60 kDa の A. amylolyticus 由来のアミラーゼは、60°C および pH 5.6 で最適な酵素活性を示しました。さらに、60°Cで48時間後も最大70%の全活性を保持することで、2mMカルシウムイオン存在下で高い熱安定性を示しました。固定化酵素は、6回目の再使用後も初期活性の48%を維持しました。SmFでの生産に最適な条件は、Arundo donaxの根茎1%を使用して60°Cで24時間で達成され、約2126 U/gdsでした。SSF培養は、基質としてCynara cardunculusの廃棄バイオマスを使用し、基質-水比を1:1 (w/v) にして、60°Cで4日間インキュベートしたときに、最大のα-アミラーゼ収量 (102 U/gds) に達しました。この研究では、A. donaxの根茎はSmFでのアミラーゼ生産に適した基質であることが判明し、デンプン分解酵素を得るためのより安価な代替手段となりました。実際、A. donax の根茎を成長基質として使用することで、合成複合培地で得られるものよりも高いアミラーゼ活性レベルを回復することができました。また、上記の廃棄物を A. amylolyticus の成長のための唯一の炭素源として使用して、SSF 条件下でのアミラーゼ生産も調査されました。これらの条件下では、C. cardunculus はリアクター容量あたりの酵素収量がより高くなりました。