Spores of Aspergillus sp. SU14 were treated repeatedly and sequentially with $Co^{60}$${\gamma}$-rays, ultraviolet irradiation, and N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine. One selected mutant strain, Aspergillus sp. SU14-M15, produced cellulase in a yield 2.2-fold exceeding that of the wild type. Optimal conditions for the production of cellulase by the mutant fungal strain using solid-state fermentation were examined. The medium consisted of wheat-bran supplemented with 1% (w/w) urea or $NH_4Cl$, 1% (w/w) rice starch, 2.5 mM $MgCl_2$, and 0.05% (v/w) Tween 80. Optimal moisture content and initial pH was 50% (v/w) and 3.5, respectively, and optimal aeration area was 3/100 (inoculated wheat bran/container). The medium was inoculated with 25% 48 hr seeding culture and fermented at $35^{\circ}C$ for 3 days. The resulting cellulase yield was 8.5-fold more than that of the wild type strain grown on the basal wheat bran medium.
Glutaminase production in Zygosaccharomyces rouxii by solid-state fermentation (SSF) is detailed. Substrates screening showed best results with oatmeal (OM) and wheatbran (WB). Furthermore, a 1:1 combination of OM:WB gave 0.614 units/gds with artificial sea water as a moistening agent. Evaluation of additional carbon, nitrogen, amino acids, and minerals supplementation was done. A central composite design was employed to investigate the effects of four variables (viz., moisture content, glucose, corn steep liquor, and glutamine) on production. A 4-fold increase in enzyme production was obtained. Studies were undertaken to analyze the time-course model, the microbial growth, and nutrient utilization during SSF. A logistic equation ($R^2$=0.8973), describing the growth model of Z. rouxii, was obtained with maximum values of ${\mu}_m$ and $X_m$ at $0.326h^{-1}$ and 7.35% of dry matter weight loss, respectively. A goodfit model to describe utilization of total carbohydrate ($R^2$=0.9906) and nitrogen concentration ($R^2$=0.9869) with time was obtained. The model was used successfully to predict enzyme production ($R^2$=0.7950).
Mucilage containing ${\gamma}-polyglutamic$ acid (PGA) was efficiently generated by the solid-state fermentation (SSF) of soybean grit by Bacillus firmus NA-1. B. firmus NA-1 was shown to be a glutamate-dependent strain for PGA production. The SSF of soybean grit was optimized in order to produce mucilage with a fortification of 5% glutamate, resulting in higher levels of mucilage production (6.14%) and a higher consistency index ($1.1\;Pa\;sec^n$). The sticky mucilage was comprised of 38% PGA, 7% levan, and some biopolymers. With regard to the viscoelastic properties of the mucilage solution, the viscous modulus (G") obtained from soybean grit fortified with 5% glutamate was approximately 64 times higher titan that of the mucilage solution obtained without glutamate. Although the addition of glutamate in the SSF of soybean grit influenced the rate of PGA production, the molecular weight of PGA remained unaltered, and was detected in a range between 1,400-1,440 kDa.
Paraj, Aliakbar;Khanahmadi, Morteza;Karimi, Keikhosro;Taherzadeh, Mohammad J.
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제24권12호
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pp.1690-1698
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2014
Partial purification of glucoamylase from solid-state fermentation culture was, firstly, investigated by reverse micellar extraction (RME). To avoid back extraction problems, the glucoamylase was kept in the original aqueous phase, while the other undesired proteins/enzymes were moved to the reverse micellar organic phase. The individual and interaction effects of main factors (i.e., pH and NaCl concentration in the aqueous phase, and concentration of sodium bis-2-ethyl-hexyl-sulfosuccinate (AOT) in the organic phase) were studied using response surface methodology. The optimum conditions for the maximum recovery of the enzyme were pH 2.75, 100 mM NaCl, and 200 mM AOT. Furthermore, the optimum organic to aqueous volume ratio ($V_{org}/V_{aq}$) and appropriate number of sequential extraction stages were 2 and 3, respectively. Finally, 60% of the undesired enzymes including proteases and xylanases were removed from the aqueous phase, while 140% of glucoamylase activity was recovered in the aqueous phase and the purification factor of glucoamylase was found to be 3.0-fold.
In the present study, production of compactin by Penicillium brevicompactum WA 2315 was studied. In the first step, various precultural parameters were studied by substituting one factor at a time. Subsequently, the effect of maltodextrin DE 18 on compactin production was studied. The optimized parameters gave maximum compactin production of 850 ${\mu}g/gds$as compared with 678 ${\mu}g/gds$before optimization. Statistical study was performed to further improve the production and develop a robust model. An improved yield of 950 ${\mu}g/gds$was obtained using the conditions proposed by the experimental model. The present study emphasizes the importauce of precultural and nutritional parameters on the production of compactin, and further confirms the usefulness of solid-state fermentation for the production of industrially important secondary metabolites. It also confirms that complex nitrogen sources such as oil cakes can be used for the production of compactin.
El-Gendy, Mervat Morsy Abbas Ahmed;Al-Zahrani, Hind A.A.;El-Bondkly, Ahmed Mohamed Ahmed
Mycobiology
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제44권3호
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pp.171-179
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2016
In the screening of marine mangrove derived fungi for lovastatin productivity, endophytic Aspergillus luchuensis MERV10 exhibited the highest lovastatin productivity (9.5 mg/gds) in solid state fermentation (SSF) using rice bran. Aspergillus luchuensis MERV10 was used as the parental strain in which to induce genetic variabilities after application of different mixtures as well as doses of mutagens followed by three successive rounds of genome shuffling. Four potent mutants, UN6, UN28, NE11, and NE23, with lovastatin productivity equal to 2.0-, 2.11-, 1.95-, and 2.11-fold higher than the parental strain, respectively, were applied for three rounds of genome shuffling as the initial mutants. Four hereditarily stable recombinants (F3/3, F3/7, F3/9, and F3/13) were obtained with lovastatin productivity equal to 50.8, 57.0, 49.7, and 51.0 mg/gds, respectively. Recombinant strain F3/7 yielded 57.0 mg/gds of lovastatin, which is 6-fold and 2.85-fold higher, respectively, than the initial parental strain and the highest mutants UN28 and NE23. It was therefore selected for the optimization of lovastatin production through improvement of SSF parameters. Lovastatin productivity was increased 32-fold through strain improvement methods, including mutations and three successive rounds of genome shuffling followed by optimizing SSF factors.
This work was aimed at utilizing rice bran as a substrate for $\beta$-carotene production by Rhodotorula glutinis DM 28 under optimized conditions of solid-state fermentation. The biomass and $\beta$-carotene content of Rhodotorula glutinis DM 28 grown on rice bran as a sole substrate under solid-state fermentation were 54 g/kg rice bran and 1.65 mg/kg rice bran, respectively. Its biomass and $\beta$-carotene content, however, could be improved by 60% and 30%, respectively, using the Central Composite Design for the optimization of its cultivation conditions. The optimized conditions obtained were a pH of 5, a moisture content of 70% (w/w), and a carbon-to-nitrogen ratio of 4. Under these conditions, rice bran containing R. glutinis DM 28 had nutritional values of $\beta$-carotene, protein, and fat higher than those of rice bran alone. Yeast-grown rice bran could be suitable, therefore, to use as a $\beta$-carotene-enriched supplement in animal feeds.
한국미생물생명공학회 2005년도 2005 Annual Meeting & International Symposium
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pp.204-211
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2005
The technology of Solid-State-Fermentation (SSF) with corn straw by Pichia ohmeri T021 was studied in this article. After being crushed, the corn straw powder was added into vitriol solutions to hydrolysis, which the quality proportion of corn straw: water: vitriol (98%) is 20:80:1. The mixtures was incubated at 120$^{\circ}C$ for 1 hour, and the hydrolysis rate reached 19%. Following, the mixture was adjusted to pH 4.5 by sodium carbonate and added cellulase (25IFPU/g). The hydrolysis rate reached 15% after the mixture was incubated at 50$^{\circ}C$ for 25h. The mixture which hydrolysed by vitriol was inoculated by Pichia ohmeri T021 (5${\times}10^7$cell/g) and added cellulase (25 IFPU/g) at the same time. The ethanol yield reached 2.99g per 100 gram substrate after the fermenting grains was incubated at 33$^{\circ}C$, pH 4.5 for 5 days.
Six-hundred bacterial strains from human milk and milk from Sahiwal cows, Holstein Friesian cows, and buffaloes were screened for their ability to suppress phytopathogenic fungi under in vitro conditions. A consortium of 3 strains, viz., Bacillus lentimorbus B-30486 (B-30486), B. subtilis B-30487 (B-30487), and B. lentimorbus B-30488 (B-30488), isolated from Sahiwal cow milk resulted in better biological control and plant-growth promotion than single-strain treatments. For commercial-scale production of a bioinoculant, the solid-state fermentation of sugarcane agro-industrial residues, i.e., molasses, press mud, and spent wash, using the consortium of B-30486, B-30487, and B-30488, resulted in a value-added product, useful for enhancing plant growth. The application of the consortium to sugarcane fields infested with Fusarium moniliforme and Colletotrichum falcatum resulted in a reduction of mortality and significantly higher (P=0.05) plant height, number of tillers, and cane girth when compared with the control. Furthermore, under field conditions, the treatment of sugarcane with the consortium resulted in significantly (P=0.05) greater plant growth compared with nonbacterized plants. Accordingly, this is the first report on the effective use of bacteria isolated from milk for biological control and enhancing plant growth under field conditions. Furthormore, a solid-state fermentation technology was developed that facilitates the economic utilization of agro-industrial residues for environmental conservation and improving plant and soil health.
The effective fermentation methods of Kimchi juice for utilization of outer layer of Chinese cabbage, an waste of Kimchi industry were studied. The Kimchi juice prepared with brining and grinding the waste of Chinese cabbage and addition of spices was fermented at $25^{\circ}C$. Addition of 5$^{\circ}C$15% fermented Kimchi juice of pH 5.4 at initial stage and pH 4.4 at middle state resulted in a significant increase in fermentation rate and solid content after 12 hours of fermentation. The combined method of enzymatic hydrolysis(0.1% viscozyme) of the brined and ground cabbage and addition of 2.0% NaCl, 1.0% sucrose and 10% fermented juice of pH 5.4 first and 4.4 during fermentation, respectively resulted in more rapid fermentation. The solid concentration was 5 times higher than control at maximum point and acidic and total flavor intensity were also significantly high.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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