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Optimization of laccase production from Trametes versicolor by solid fermentation

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Abstract:

The regulation of culture conditions, especially the optimization of substrate constituents, is crucial for laccase production by solid fermentation. To develop an inexpensive optimized substrate formulation to produce high-activity laccase, a uniform design formulation experiment was devised. The solid fermentation of Trametes versicolor was performed with natural aeration, natural substrate pH (about 6.5), environmental humidity of 60% and two different temperature stages (at 37 °C for 3 days, and then at 30 °C for the next 17 days). From the experiment, a regression equation for laccase activity, in the form of a second-degree polynomial model, was constructed using multivariate regression analysis and solved with unconstrained optimization programming. The optimized substrate formulation for laccase production was then calculated. Tween 80 was found to have a negative effect on laccase production in solid fermentation; the optimized solid substrate formulation was 10.8% glucose, 27.7% wheat bran, 9.0% (NH4)2SO4, and 52.5% water. In a scaled-up verification of solid fermentation at a 10 kg scale, laccase activity from T. versicolor in the optimized substrate formulation reached 110.9 IU/g of dry mass.

La régulation des conditions de culture, spécialement l’optimisation des substrats, est cruciale à la production de laccase par fermentation solide. Afin de développer une formulation économique de substrats pour produire une laccase à haute activité, la conception uniforme d’une formulation a été entreprise. La fermentation solide de Trametes versicolor a été réalisée avec une aération naturelle, un pH naturel du substrat (environ 6,5), une humidité environnementale de 60 % et des changements de température en deux étapes (à 37 °C pendant 3 jours, et à 30 °C pendant 17 jours additionnels). À partir de cette expérience, une équation de régression de l’activité de la laccase sous forme polynomiale du second degré a été construite par une analyse de régression multivariée et résolue par optimisation sans contrainte. La formulation optimale de substrats pour la production de laccase a alors été calculée. Le Tween 80 a démontré un effet négatif sur la production de laccase en fermentation solide, et la formulation optimale de substrats solides comprenait du glucose à 10,8 %, du son de blé à 27,7 %, du (NH4)2SO4 à 9,0 % et de l’eau à 52,5 %. Lors de la vérification d’une augmentation à l’échelle de la fermentation solide à l’échelle de 10 kg, l’activité de la laccase de T. versicolor dans une formulation de substrats optimisée a atteint 110,9 UI/g masse sèche.

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2007

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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nrc/cjm/2007/00000053/00000002/art00011
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