Progettazione di sistemi di fermentazione allo stato solido per la produzione di enzimi extracellulari idrolitici polimerici da parte di funghi filamentosi

Progettiamo sistemi di fermentazione versatili allo stato solido, banane, produzione di enzimi da parte di funghi. Esplorare come diversi induttori, tipi inoculari e sistemi rotanti migliorano la scalabilità e il gel.

L'aumento di scala dei sistemi di fermentazione rotativi allo stato solido mantenendo condizioni omogenee, trasferimento di ossigeno e rese enzimatiche costanti rimane una sfida sperimentale fondamentale.

Abbiamo dimostrato che i sistemi di fermentazione rotativi allo stato solido producono da quattro a sei volte superiori a parità di rese rispetto alla fermentazione sommersa, dimostrando la loro versatilità e scalabilità per più enzimi.

Il nostro protocollo integra la miscelazione rotativa, diversi tipi di protocollo e una varietà di induttori specifici, garantendo gel enzimatici di fascia alta, crescita omogenea e applicabilità su più sistemi enzimatici.

Ci concentreremo sull'aumento dei sistemi di fermentazione rotativi allo stato solido per esplorare la loro applicazione per la produzione di nuovi enzimi nei settori alimentare, bioenergetico e ambientale.

[Narratore] Per iniziare, lava la crusca di frumento tre volte con acqua distillata sterile per rimuovere residui di materia organica, detriti e polvere. Stendere la crusca di grano lavata su una teglia di alluminio e asciugarla in forno a 60 gradi per 24 ore. Per preparare la sospensione di spore, trasferire un disco a coclea di cinque millimetri di diametro saturo di micelio su una coclea di destrosio di patate fresche. Incubare la piastra a 28 gradi Celsius per cinque-sette giorni, o fino a quando il micelio non satura il terreno. Quindi aggiungere cinque millilitri di acqua distillata sterile alla piastra e, utilizzando un anello sterile, staccare le spore dalla superficie. Ora, preparare una diluizione da una a 100 della sospensione di spore, utilizzando acqua distillata sterile. Aggiungere 10 microlitri di sospensione alla camera di Neubauer e contare le spore al microscopio. Per la coltura liquida, utilizzare una pinza sterile per trasferire un disco a coclea saturo di micelio su una coclea a coclea di destrosio per patate fresche. Incubare la piastra a 28 gradi Celsius fino a quando il terreno non è completamente saturo. Preparare 25 millilitri di brodo di destrosio di patate in un pallone sterile da 125 millilitri e sterilizzare in autoclave il pallone per sterilizzare il terreno. Quindi, trasferisci un disco di cinque millimetri di micelio dalla piastra PDA satura nel brodo sterile. Incubare il pallone su un agitatore a 125 giri/min per 24-48 ore, regolando il tempo in base al ceppo fungino. Raccogliere due millilitri di brodo fermentato per la preparazione dell'inoculo e altri due millilitri per la determinazione del peso secco. Per l'inoculazione diretta dei dischi di micelio, posizionare il disco della coclea saturo di micelio su una piastra della coclea di destrosio di patate fresche e incubarlo a 28 gradi Celsius fino a quando il terreno non è completamente saturo. Preparare il tubo del substrato con cinque grammi di crusca di frumento, 0,5 grammi di induttore e 5,5 millilitri di acqua e sterilizzare in autoclave il tubo a 15 libbre per pollice quadrato per 15 minuti. Dopo il raffreddamento, inserire la sonda dell'elettrodo direttamente nel reattore a profondità variabili per misurare l'umidità relativa, utilizzando un igrometro basato su elettrodi. Inoculare il substrato con un millilitro di sospensione di spore, contenente 10 alla potenza di sei a 10 alla potenza di sette spore per millilitro. Agitare i tubi alla massima velocità per cinque minuti in cicli di un minuto per evitare la formazione di grumi sul substrato. Quindi posizionare i tubi in un miscelatore rotante ad asse orizzontale. Incubare il miscelatore rotante in un'incubatrice impostata sulla temperatura di crescita ottimale del microrganismo. Per l'estrazione enzimatica, risospendere il substrato in 20 millilitri di tampone pre-raffreddato dopo il periodo di fermentazione desiderato. Agitare i tubi in cicli di un minuto alla massima velocità, seguiti da un minuto sul ghiaccio. Filtrare la sospensione utilizzando filtri di carta e premere per estrarre meccanicamente il surnatante. Infine, centrifugare il surnatante a 3.000 g per 15 minuti a quattro gradi Celsius per chiarificare il liquido. Dopo sei giorni di fermentazione allo stato solido, il substrato ha mostrato una visibile colonizzazione fungina con una rete miceliale fibrosa che ricopre la superficie. La formazione di glucosamina attraverso l'idrolisi del chitosano era significativamente più alta nel trichoderma harzianum sotto fermentazione allo stato solido, indicando che l'attività della chitinasi in questo caso era molto più alta di quella nella fermentazione sommersa. Allo stesso modo, l'attività dell'amilasi da parte dell'aspergillus lentulus era significativamente elevata nella fermentazione allo stato solido rispetto a quella nella fermentazione sommersa.