ENZYMES industrielles: lipase produisant des MICROBES à partir de déchets volatils

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ENZYMES industrielles: lipase produisant des MICROBES à partir de déchets volatils

  1. M. Muthumari, S. Thilagavathi et N., Hariram *

Département de biotechnologie, Université Kalasalingam, Krishnankoil-626126, Tamil Nadu, Inde

résumé: la Lipase est une enzyme thermostable extracellulaire importante qui a reçu une attention considérable pour une utilisation potentielle dans l’industrie alimentaire. Par conséquent pour réaliser la production à grande échelle de l’organisme gram positif et négatif est enzyme lipase commercialement importante sous la fermentation. Les Lipases sont produites par des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons. Cependant, nous nous sommes concentrés sur les lipases microbiennes bactériennes étaient économiquement l’importance de plusieurs propriétés., Les présentes études sur les objectifs de cet article étaient l’isolement et l’identification de bactéries productrices de lipase à partir de substances volatiles de déchets de centrales électriques productrices de biogaz en tant que sources. L’optimisation des conditions expérimentales pour la quantité maximale de production d’enzymes a été réalisée.

mots clés:

Lipase, Enzyme, Gram positif, Gram négatif et bactéries

INTRODUCTION: les Lipases (triacylglycérol acyl hydrolases, EC 3.1.1.3) catalysent l’hydrolyse et la synthèse d’esters formés à partir de glycérol et d’acides gras à longue chaîne., Les Lipases sont largement présentes dans la nature, mais seules les lipases microbiennes sont commercialement significatives. Les nombreuses applications des lipases comprennent les synthèses organiques spécialisées, l’hydrolyse des graisses et des huiles, la modification des graisses, l’amélioration de la saveur dans la transformation des aliments, la résolution des mélanges racémiques et les analyses chimiques. Cet article traite de la production, de la récupération et de l’utilisation des lipases microbiennes. Les questions de cinétique enzymatique, de thermostabilité et de bioactivité sont abordées et les productions de lipases recombinantes sont également détaillées. Les préparations immobilisées de lipases sont discutées., Compte tenu de la compréhension croissante des lipases et de leurs nombreuses applications dans les synthèses à haute valeur ajoutée et en tant qu’enzymes de masse, ces enzymes ont un impact croissant sur les bioprocédés

il doit y avoir trois facteurs pour détecter une bactérie lipase positive en la cultivant. Ces facteurs comprennent (i) la croissance de l’organisme, (ii) la production de lipase par cet organisme dans des conditions de croissance appropriées et (iii) la présence d’une méthode sensible pour détecter l’activité de la lipase 31. Les conditions de croissance affectent la synthèse de la lipase par les micro-organismes., Les sources de carbone et d’azote, la présence d’activateurs et d’inhibiteurs, la température d’incubation, le pH, la quantité d’inoculum et la tension d’oxygène peuvent influencer la production de lipase 13. La source de carbone a été rapportée comme le principal facteur qui affecte l’expression de la lipase, puisque les lipases sont des enzymes inductibles. La production de ces enzymes dépend de la présence d’un lipide, comme l’huile d’olive ou de tout autre inducteur, telles que les triglycérides, les acides gras et les préadolescents.,

chez les eucaryotes, les lipases sont impliquées dans divers stades du métabolisme des lipides, y compris la digestion des graisses, l’absorption, la reconstitution et le métabolisme des lipoprotéines. Chez les plantes, les lipases se trouvent dans les tissus de réserve d’énergie. La façon dont les lipases et les lipides interagissent à l’interface n’est pas encore tout à fait claire et fait l’objet d’une enquête intense 3. En raison de leur importance étendue, les lipases restent un sujet d’étude intensive., La recherche sur les lipases se concentre en particulier sur la caractérisation structurelle, l’élucidation du mécanisme d’action, la cinétique, le séquençage et le clonage des gènes de lipase, et la caractérisation générale de la performance 1, 4. En comparaison avec cet effort, relativement peu de travail a été fait sur le développement de systèmes robustes de bioréacteur de lipase pour un usage commercial.

les lipases commercialement utiles sont généralement obtenues à partir de micro-organismes qui produisent une grande variété de lipases extracellulaires., De nombreuses lipases sont actives dans les solvants organiques où elles catalysent un certain nombre de réactions utiles y compris l’estérification 8, 16, 21, 23, 24, 25, 30 transestérification, acylation régiosélective des glycols et des menthols, et synthèse des peptides 10, 39 et d’autres produits chimiques1, 4, 5.

matériaux et méthodes:

prélèvement D’échantillons:

des substances volatiles ont été collectées dans des sacs en plastique de L’usine IOT De Pudhuchathiram et Tiruchencode au Tamil Nadu, en Inde., L’isolement de l’isolat bactérien a été réalisé en diluant en série Les échantillons volatils dans de l’eau stérile et en plaquant ensuite sur le milieu de base de gélose à 1,5% de Tributyrine contenant de la Rhodomine B en utilisant la méthode de la plaque à verser.

effet du pH initial:

on a eu accès à l’effet du pH initial dans une plage de 5,0 à 8,0 en produisant de la lipase à l’aide de cultures de flacons agités. Le milieu contenant 0,5% d’huile d’Olive et avec Tween 20 induire l’activité lipolytique a été augmenté.,

effet de la température:

l’effet de différents types de température ont été incubés dans une plaque bactérienne par la production de lipase a été testée à 37ºC, 50ºC et 70ºC tout en maintenant le pH du milieu de fermentation constant avec la concentration optimale de l’un ou l’autre de 0.5%

la Lipase test:

Pour déterminer l’activité de la lipase sur la base de l’huile d’olive hydrolyse 28. L’échantillon a été mélangé avec 1,0 ml de substrat contenant 10,0 ml d’huile d’olive homogénéisée à 10% dans de la gomme arabique à 10% (Neem), 2 ml de solution à 0,6% de CaCl2 et 5 ml de 0.,Tampon citrate 2mol l1, pH7. 0. Le mélange de substrat enzymatique a été incubé sur un agitateur orbital à 100 tr / min à 37ºC pendant 1 heure. pour arrêter le mélange réactionnel, les acides gras libérés ont été titrés avec 0,1 mol l-1naoh. L’activité enzymatique lipase extracellulaire est exprimée en unités (U) par ml de bouillon.

résultats et DISCUSSION:

isolement et identification des souches bactériennes productrices de lipase:

des substances volatiles ont été collectées dans des sacs en plastique de l’usine IOT De Pudhuchathiram et Tiruchencode au Tamil Nadu, en Inde., L’isolement de l’isolat bactérien a été réalisé en diluant en série Les échantillons volatils dans de l’eau stérile et en plaquant ensuite sur le milieu de base de gélose à 1,5% de Tributyrine contenant avec et sans Rhodomine B en utilisant la méthode de la plaque à verser (Fig.3). Les plaques ont été incubées à 37’Cfor 48-72h. et observer pour la formation de zone (Fig.4). Une zone claire autour des colonies indique la production de lipase (Cardenas et al, 2001)., Les souches positives à la lipase ont été purifiées, cultivées dans un bouillon nutritif à 37’C pendant 24 heures et examinées pour la capacité de produire de la lipase avec de l’huile d’olive, les isolats bactériens L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9, L10 et L11. Parmi eux, l’activité lipase la plus élevée par différentes températures et pH (fig. 1 et 2) a été identifiée et d’autres études ont été effectuées par les caractéristiques morphologiques, physiologiques et biochimiques (Tableau 1) des souches sauvages lipolytiques puissantes ont été déterminées par la méthode décrite dans le « manuel de Berget de bactériologie déterminative ».,

plaque 2: A-F. montre la LIPASE produisant différents TYPES d’isolats.

FIG. 3: MONTRE UNE SUPPLÉMENTATION DU MILIEU GÉLOSÉ À LA TRIBUTYRINE EN RHODOMINE B ET UNE MORPHOLOGIE DE COLONIE DIFFÉRENTE DES ISOLATS PRODUCTEURS DE LIPASE.

FIG.4: montre la supplémentation du milieu de gélose de TRIBUTYRINE contenant L1 à L11 la morphologie différente de colonie des isolats de production de LIPASE et la formation de ZONE dans la plaque (48HRS).

l’Effet des sources de carbone:

Sugihara et coll.,(1991) ont signalé la production de lipase à partir d’isolats bactériens en présence de 1% d’huile d’olive dans le milieu de culture. Peu d’activité enzymatique a été observée en l’absence d’huile d’olive, même après une longue culture. Le Glucose, l’huile d’olive et le Tween 20 ont été signalés comme les meilleures sources de glucides et de lipides, respectivement, pour la production d’une lipase extracellulaire par les isolats bactériens L1, L3, L4, L6, L7, L9, L10 et L11. Lorsque les deux sources de carbone ont été comparées, il a été constaté que l’huile de palme à une concentration de 2% produisait 12 fois plus de lipase que le milieu fructose 29.,

tableau 1: caractères morphologiques, physiologiques et biochimiques de L’organisme producteur de LIPASE à partir de SUBSTANCES volatiles.

Effet du pH et de la Température:

L’enzyme a montré une activité optimale à 50ºC et pH7.0. L’activité enzymatique maximale de 7,5 U / ml à 8,5 pH a été trouvée dans l’isolat L5 et comparée à l’isolat L4 a été trouvée un peu moins dans 0,8 U/ml d’activité. En revanche, si l’augmentation de la température à 70ºC, l’activité enzymatique a été trouvée élevée dans 7U/ml à l’isolat L4 et moins dans le rendement L5 à 2,5 U / ml de synthèse d’enzymes., De même, nos résultats ont été trouvés dans l’enzyme qui a conservé 50% de son activité initiale après une incubation de 1 h à 60ºC et une incubation de 30 min à 70ºC 26.

microorganismes produisant des lipases:

les Lipases sont produites par de nombreux microorganismes et eucaryotes supérieurs. La plupart des lipases commercialement utiles sont d’origine microbienne. Certains des micro-organismes producteurs de lipase à partir de substances volatiles sont énumérés dans le tableau 1.,

isolement et criblage des microorganismes producteurs de lipase:

des microorganismes producteurs de Lipase ont été trouvés dans divers habitats tels que les déchets industriels volatils des isolats bactériens L1, L2, L3,L4, L5, L6, L7, L8, L9, L10 et L11., usines de traitement d’huile végétale, laiteries, sol contaminé par de l’huile, des graines oléagineuses et des aliments en décomposition 36, des tas de compost, des pointes de charbon et des sources chaudes 37. Cependant, les micro-organismes producteurs de lipase comprennent les bactéries, les champignons, les levures et les actinomyces., Sierra(1957) a décrit des méthodes simples et fiables pour détecter l’activité de la lipase chez les microorganismes. Les formations de zones opaques autour des colonies sont une indication de la production de lipase par les organismes. La Modification de ceci comme disent utilise divers tensioactifs D’interpolation en combinaison avec L’huile de pied du Nil blueorneet et les sels de Cu2+. De plus, le criblage des producteurs de lipase sur des plaques de gélose se fait fréquemment en utilisant de la Tributyrine comme substrat 7 et des zones claires autour des colonies indiquent la production de lipase., Les systèmes de criblage utilisent des substrats chromogènes ont également été décrits 38. Wang et coll. (1995) ont utilisé des plaques d’une activité modifiée de Rhodamine Bagartoscreen lipase dans un grand nombre de micro-organismes. D’autres versions de cette méthode ont été rapportées 17, 22.

Types de médiapour le développement de la lipase:

les Lipases sont produites principalement par micro – organisme par culture submergée 18, mais les méthodes de fermentation olid-state 9 peuvent également être utilisées. La culture cellulaire immobilisée a été utilisée dans quelques cas15., De nombreuses études ont été entreprises pour définir la culture optimale et les besoins nutritionnels pour la production de lipase par culture immergée. La production de lipase bactérienne enzymatique est influencée par le type et la concentration des sources de carbone et d’azote, le pH de la culture, la température de croissance et la concentration en oxygène dissous 11. Les sources de carbone lipidique semblent généralement essentielles pour obtenir un rendement élevé en lipase; cependant, quelques auteurs ont produit de bons rendements en l’absence de graisses et d’huiles.,

application industrielle:

les Lipases sont considérées comme le troisième groupe enzymatique en importance, après les protéases et les carbohydrolases, sur la base du volume total des ventes. L’utilisation commerciale des lipases est une entreprise d’un milliard de dollars qui consiste en une grande variété d’applications différentes (Tableau 2). Les enzymes lipolytiques attirent actuellement une énorme attention en raison de leur potentiel biotechnologique 12, 19, 27, 32. Les Lipases sont utilisées de deux manières distinctes: comme catalyseurs biologiques pour la production de différents produits (par exemple,

tableau 2: APPLICATION industrielle et fonction des ENZYMES lipases bactériennes

S.,2″>VII Paper Improved quality Bacteria Hydrolysis Paper
VIII Cleaning Removal of fats Bacteria Hydrolysis Cleaning

agents for industrially important fats and oils., Le balayage de Lipase soit également employé en estérification, transestérification et interesterificationreactions14, 20. La trans estérification catalysée par la lipase dans les solvants organiques est une application industrielle émergente, telle que la production d’équivalent beurre de cacao, de substitut de matière grasse du lait humain, d’acides gras polyinsaturés très importants sur le plan pharmaceutique, de lipides riches ou faibles en calories et la production de biodiesel à partir d’huile végétale 19. Les Lipases sont également utilisées comme détergent à lessive et détergent à vaisselle., Ils peuvent réduire la charge environnementale des produits détergents, car ils économisent de l’énergie en permettant une température de lavage plus basse et sont biodégradables, ne laissant aucun résidu nocif. Il existe de nombreux brevets de lipase et produits commerciaux disponibles pour l’industrie des détergents 14. Les Lipases sont largement utilisées dans l’industrie laitière pour l’hydrolyse de la matière grasse du lait. Les applications actuelles comprennent l’amélioration de la saveur des fromages, l’accélération de l’affinage du fromage et la lipolyse de la graisse du beurre et de la crème., Les acides gras libres générés par l’action des lipases sur la matière grasse du lait sont essentiels pour de nombreux produits laitiers, en particulier pour adoucir les fromages, car ceux-ci ont des caractéristiques de saveur spécifiques6,14.

CONCLUSION: les Lipases sont des enzymes polyvalentes qui sont largement utilisées et deviennent de plus en plus importantes dans des applications de grande valeur dans l’industrie alimentaire et la production de produits chimiques fins. Les Lipases sont capables de biotransformation sélective par région et Stéro sélective et permettent la résolution de mélanges racémiques., Des Lipases aux propriétés améliorées sont produites par la sélection naturelle et l’ingénierie des protéines pour l’étude de l’ARNr 16S et pour une étude plus approfondie visant à améliorer l’utilité de ces enzymes. Parallèlement, des progrès sont réalisés dans les technologies de bioréacteur et de réaction pour une utilisation efficace des lipases. Cependant, le taux de progrès est lent le traitement à base de lipase a un avenir prometteur; les facteurs posant des limites comprennent le coût élevé des lipases et un manque d’enzymes avec la gamme optimale de spécificités et de propriétés catalytiques requises dans les différentes applications.,

remerciements: nous sommes sincèrement reconnaissants au chancelier et Vice-chancelier, Université Kalasalingam, Krishnankoil, District de Viruthunagar, Srivilliputhur-626 126 Tamil Nadu.

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    comment citer cet article:

    Muthumari GM, Thilagavathi s et Hariram N: Enzymes industrielles: Lipase produisant des Microbes à partir de déchets de Substances volatiles. Int J Pharm Sci Res 2016; 7 (5): 2201-08.doi: 10.13040 / IJPSR.0975-8232.7(5).2201-08.

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