Conception de systèmes de fermentation à l’état solide pour la production d’enzymes extracellulaires hydrolytiques de polymères par des champignons filamenteux

Nous concevons des systèmes de fermentation polyvalents à l’état solide, des plantains, la production d’enzymes par des champignons. Explorer comment différents inducteurs, types inoculaires et systèmes rotatifs améliorent l’évolutivité et le gel.

La mise à l’échelle des systèmes de fermentation rotatifs à l’état solide tout en maintenant des conditions homogènes, un transfert d’oxygène et des rendements enzymatiques constants reste un défi expérimental majeur.

Nous avons démontré que les systèmes de fermentation rotatifs à l’état solide produisent quatre à six fois plus de rendements que la fermentation submergée, ce qui démontre leur polyvalence et leur évolutivité pour plusieurs enzymes.

Notre protocole intègre le mélange rotatif, divers types de protocoles et une variété d’inducteurs spécifiques, garantissant des gels enzymatiques haut de gamme, une croissance homogène et une applicabilité à plusieurs systèmes enzymatiques.

Nous nous concentrerons sur la mise à l’échelle du système de fermentation rotatoire à l’état solide afin d’explorer son application pour la production de nouvelles enzymes dans les secteurs de la bioénergie alimentaire et de l’environnement.

[Narrateur] Pour commencer, lavez le son de blé trois fois avec de l’eau distillée stérile pour éliminer les résidus de matière organique, les débris et la poussière. Étalez le son de blé lavé sur une plaque en aluminium et séchez-le dans un four réglé à 60 degrés Celsius pendant 24 heures. Pour préparer la suspension de spores, transférez un disque de tarière de cinq millimètres de diamètre saturé de mycélium sur une plaque de tarière de dextrose de pomme de terre fraîche. Incuber la plaque à 28 degrés Celsius pendant cinq à sept jours, ou jusqu’à ce que le mycélium sature le milieu. Ajoutez ensuite cinq millilitres d’eau distillée stérile dans la plaque et, à l’aide d’une boucle stérile, détachez les spores de la surface. Maintenant, préparez une dilution de une à 100 de la suspension de spores, en utilisant de l’eau distillée stérile. Ajoutez 10 microlitres de suspension dans la chambre Neubauer et comptez les spores à l’aide d’un microscope. Pour la culture liquide, utilisez une pince stérile pour transférer un disque de vis saturé de mycélium sur une plaque de tarière en dextrose de pomme de terre fraîche. Incuber la plaque à 28 degrés Celsius jusqu’à ce que le milieu soit complètement saturé. Préparez 25 millilitres de bouillon de dextrose de pomme de terre dans un erlenmeyer stérile de 125 millilitres et autoclavez le ballon pour stériliser le milieu. Ensuite, transférez un disque de cinq millimètres de mycélium de la plaque PDA saturée dans le bouillon stérile. Incuber le ballon sur un agitateur à 125 tr/min pendant 24 à 48 heures, en ajustant le temps en fonction de la souche fongique. Recueillir deux millilitres de bouillon de culture pour la préparation de l’inoculum, et deux autres millilitres pour la détermination du poids sec. Pour l’inoculation directe des disques de mycélium, placez le disque de vis saturé de mycélium sur une plaque de tarière en dextrose de pomme de terre fraîche et incubez-le à 28 degrés Celsius jusqu’à ce que le milieu soit complètement saturé. Préparez le tube de substrat avec cinq grammes de son de blé, 0,5 gramme de l’inducteur et 5,5 millilitres d’eau, et autoclavez le tube à 15 livres par pouce carré pendant 15 minutes. Après refroidissement, insérez la sonde d’électrode directement dans le réacteur à différentes profondeurs pour mesurer l’humidité relative, à l’aide d’un hygromètre à électrodes. Inoculez le substrat avec un millilitre de suspension de spores, contenant 10 à la puissance six à 10 à la puissance sept spores par millilitre. Vortex les tubes à vitesse maximale pendant cinq minutes en cycles d’une minute pour éviter l’agglutination du substrat. Placez ensuite les tubes dans un mélangeur rotatif à axe horizontal. Incuber le mélangeur rotatif dans un incubateur réglé sur la température de croissance optimale du micro-organisme. Pour l’extraction enzymatique, remettre le substrat en suspension dans 20 millilitres de tampon pré-refroidi après la période de fermentation souhaitée. Vortex les tubes par cycles d’une minute à vitesse maximale, suivis d’une minute sur la glace. Filtrez la suspension à l’aide de filtres en papier et pressez-les pour extraire mécaniquement le surnageant. Enfin, centrifugez le surnageant à 3 000 G pendant 15 minutes à quatre degrés Celsius pour clarifier le liquide. Après six jours de fermentation à l’état solide, le substrat a montré une colonisation fongique visible avec un réseau mycélien fibreux recouvrant la surface. La formation de glucosamine par hydrolyse du chitosane était significativement plus élevée chez Trichoderma harzianum sous fermentation à l’état solide, ce qui indique que l’activité de la chitinase dans ce cas était beaucoup plus élevée que celle de la fermentation submergée. De même, l’activité de l’amylase par Aspergillus lentulus était significativement élevée dans la fermentation à l’état solide par rapport à celle de la fermentation submergée.