Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Optimization for concomitant production and partial purification of protease and lipase from Bacillus licheniformis 3C5 in aqueous two-phase system

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การหาค่าเหมาะที่สุดสำหรับการผลิตร่วมและการทำให้บริสุทธิ์บางส่วนของโปรตีเอสและไลเพสจาก Bacillus licheniformis 3C5 ในระบบน้ำสองวัฏภาค

Year (A.D.)

2015

Document Type

Thesis

First Advisor

Jittra Piapukiew

Second Advisor

Alisa Vangnai

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Biotechnology

DOI

10.58837/CHULA.THE.2015.981

Abstract

An organic solvent-, detergent-tolerant Bacillus licheniformis 3C5 has been recognized as protease-producing bacterium. Further tests revealed that this strain could also secrete proteolytic-resistant lipase with good stability in organic solvent and detergent and thus it is suitable for industrial co-application with protease. Further optimization studies for enhancing concomitant protease and lipase production were performed using response surface methodology (RSM). The maximum protease and lipase production was achieved using the optimized medium containing 0.86% glucose, 0.6% yeast extract, 0.25% NaCl and 2.5% olive oil (w/v), and led to an increase in yield by 2.20 and 12.57 folds. Finally, protease and lipase were partially purified by using an aqueous-two phase system (ATPS). The RSM was also applied to investigate the concentration effects of PEG6000, sodium citrate and KCl on the partition of both enzymes. It was found that protease was preferentially partitioned into PEG-rich top phase, whereas lipase was distributed to the interface. Accordingly, the best partitioning system was composed of 18.58% (w/w) PEG6000, 8.0% (w/w) sodium citrate and 4.0% (w/w) KCl. It provided 93.18% yield of protease and 92.59% yield of lipase with purification fold of 10.58 and 14.58, respectively.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Bacillus licheniformis 3C5 เป็นแบคทีเรียที่เคยมีการรายงานการผลิตโปรตีเอสที่มีคุณสมบัติทนต่อสารอินทรีย์และสารซักล้าง ผลการศึกษานี้พบว่าแบคทีเรียสายพันธุ์นี้มีศักยภาพในการผลิตไลเพส ซึ่งนอกจากจะทนต่อการถูกไฮโดรไลซิสจากโปรตีเอสที่ผลิตขึ้นเองแล้ว ยังมีคุณสมบัติที่ทนต่อสารอินทรีย์และสารซักล้างได้ดีเช่นเดียวกับโปรตีเอสอีกด้วย ลักษณะดังกล่าวนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของเอนไซม์ทั้งสองในการประยุกต์ใช้ร่วมกัน ดังนั้น การหาภาวะที่เหมาะสมในการผลิตเอนไซม์ทั้งสองพร้อมกันจึงเอื้ออำนวยต่อการนำเอนไซม์ไปประยุกต์ใช้ร่วมกันในอุตสาหกรรมต่างๆ อีกทั้งยังเป็นการลดต้นทุนและระยะเวลาในการผลิตเอนไซม์จากกระบวนการหมักอีกด้วย จากการหาภาวะการผลิตที่เหมาะสมด้วย Response surface methodology (RSM) แบคทีเรียสายพันธุ์นี้สามารถผลิตโปรตีเอสและไลเพสพร้อมกันสูงสุดที่เวลา 48 ชั่วโมง จากสูตรอาหารที่ปรับแล้วซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบในหน่วยร้อยละโดยน้ำหนักต่อปริมาตรดังนี้ กลูโคสร้อยละ 0.86 ยีสต์สกัดร้อยละ 0.6 โซเดียมคลอไรด์ร้อยละ 0.25 และน้ำมันมะกอกร้อยละ 2.5 ซึ่งผลิตเอนไซม์โปรตีเอสและไลเพสได้สูงกว่าสูตรอาหารตั้งต้นถึง 2.20 และ 12.57 เท่า ตามลำดับ จากการศึกษาเพิ่มเติมในการทำบริสุทธิ์บางส่วนของเอนไซม์ทั้งสองที่ผลิตได้ด้วยระบบน้ำสองวัฏภาค พบว่าระบบที่ประกอบด้วยพอลิเอธิลีนไกลคอลขนาดโมเลกุล 6000 และเกลือโซเดียมซิเตรท เป็นระบบที่ดีที่สุด โดยเกลือชนิดนี้มีคุณสมบัติที่สามารถย่อยสลายได้ด้วยวิธีการทางชีวภาพจึงเป็นระบบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ผลการทดลองหลังการออกแบบการทดลองด้วย RSM พบว่าระบบที่ดีที่สุดประกอบด้วยส่วนประกอบในหน่วยร้อยละโดยน้ำหนักดังนี้ พอลิเอธิลีนไกลคอลขนาดโมเลกุล 6000 ร้อยละ 18.58 โซเดียมซิเตรทร้อยละ 8.0 และ โพแทสเซียมคลอไรด์ร้อยละ 4.0 โดยโปรตีเอสแยกไปอยู่ชั้นบนของระบบให้ร้อยละของผลได้ (%yield) 93.18% และมีความบริสุทธิ์ (PF) สูงขึ้น 10.58 เท่า ในขณะที่ไลเพสแยกไปอินเตอร์เฟช ซึ่งให้ค่าผลได้และค่าความบริสุทธิ์เท่ากับ 92.59% และ 14.58 เท่า ตามลำดับ

Link to Full Text

Share

COinS