Optimisation à l’aide d’un plan d’expériences de la production d’une protéase fongique sur milieu à base de déchets agro-industriels

Abstract

The production of neutral protease was carried out by the cultivation of Aspergillus oryzae Ahlburg (Cohen) 1042.72 in submerged fermentation using orange waste resulting from juice processing as a basal medium enriched with agro-industrial wastes. Optimization of the enzyme synthesis was achieved using the statistical method of Plackett-Burman design with N = 8 experimentsand N-1 factors; five real (corn-steep liquor, pH, salt, decommissioned dates, whey) and two errors. The results were modeled using a linear regression of the type: β0 + β1X1 + β2X2 + β3X3 + β4X4 + β5X5 + e The statistical results (correlations and significance level) made it possible to select the factors allowing the maximum production of protease (2016 U) obtained on a medium containing orange waste enriched in corn-steep liquor in 72 h and at pH 6. A large production is therefore obtained on a cheap medium. La production d’une protéase neutre a été réalisée par fermentation d’une moisissure mésophyle (Aspergillus oryzae Ahlburg (Cohen)1042.72) en erlenmeyers sur milieux à base de déchets d’oranges enrichis à l’aide de sous-produits agro-industriels. L’optimisation de la synthèse de l’enzyme a été effectuée en utilisant une méthode statistique de planification expérimentale (les matrices de Plackett et Burman à N = 8, soit à 8 expériences et N-1 = 7 variables). Les variables utilisées sont les 5 facteurs de production (lactosérum, déchets de dattes ou dattes déclassées, corn-steep liquor, sels minéraux et pH) et 2 erreurs. Les résultats ont été modélisés selon une régression linéaire multiple de type : β0 + β1X1 + β2X2 + β3X3 + β4X4 + β5X5 + e Les résultats statistiques (corrélation et seuil de signification) ont permis de sélectionner les facteurs permettant la meilleure production de l’enzyme. Celle-ci (2016 U) est obtenue sur un milieu à base de déchets d’oranges enrichis en corn-steep liquor après 72 h de fermentation à pH 6. Ainsi, le milieu optimal permet une production importante de protéase neutre sur un milieu à moindre coût.

Statistical optimization of an acid protease production by a local Aspergillus niger MH109542 using a medium based on decommissioned dates

“…The presence of mineral salts in the culture medium has no significant effect on biomass. The non-negligible composition of dates in the mineral matter (Kamel 1979;Nancib et al, 2001;Benkahoul et al, 2017) seems sufficient for the mold growth. Therefore, mineral supplementation is not necessary.…”

“…The acid protease activity is measured at pH 5 on casein according to Anson's method, (1938) modified and described by Mechakra et al (1999) and Benkahoul et al (2017). The nonprotein nitrogen compounds (tyrosine) produced are assayed by colorimetry, according to Folin and Ciocalteu (1927) referring to a calibration curve of tyrosine.…”

“…According to statistics provided by the Ministry of Agriculture, the productive potential in 2006 was estimated at 500 000 tones. Dates are rich in sugars and present low levels of proteins (Vayalil 2012;Mkaouar & Kechaou, 2013;Benkahoul et al, 2017). Despite this low content, the date proteins are qualitatively balanced.…”

“…The use of both cheap and available agroindustrial residues as well as the optimization of nutritional and physicochemical conditions of microbial culture in enzymes production by bioprocesses is a good added value (Paranthaman et al, 2009;Benkahoul et al, 2017).…”

“…These statistical models have been used to optimize enzymes production by yeast culture conditions and molds (Belmessikh et al, 2013;Sathishkumar et al, 2015;Ait Kaki El-Hadef El-Okki et al, 2016;Gasmi and Kitouni, 2016;Benkahoul et al, 2017).…”