Optimization of laccase production from Trametes versicolor by solid fermentation

Abstract

The regulation of culture conditions, especially the optimization of substrate constituents, is crucial for laccase production by solid fermentation. To develop an inexpensive optimized substrate formulation to produce high-activity laccase, a uniform design formulation experiment was devised. The solid fermentation of Trametes versicolor was performed with natural aeration, natural substrate pH (about 6.5), environmental humidity of 60% and two different temperature stages (at 37 degrees C for 3 days, and then at 30 degrees C for the next 17 days). From the experiment, a regression equation for laccase activity, in the form of a second-degree polynomial model, was constructed using multivariate regression analysis and solved with unconstrained optimization programming. The optimized substrate formulation for laccase production was then calculated. Tween 80 was found to have a negative effect on laccase production in solid fermentation; the optimized solid substrate formulation was 10.8% glucose, 27.7% wheat bran, 9.0% (NH4)2SO4, and 52.5% water. In a scaled-up verification of solid fermentation at a 10 kg scale, laccase activity from T. versicolor in the optimized substrate formulation reached 110.9 IU/g of dry mass.

Purification and characterization of the extracellular laccase produced by Trametes polyzona WR710–1 under solid‐state fermentation

“…It has not been associated with any plant disease; therefore, it is not considered to be pathogenic. Many species of Trametes have been reported as laccase producers, e.g., T. versicolor , T. hirsuta , and T. trogii . Although there are some previous studies on laccase production from T. polyzona , the appropriate steps for purification and characterization of this enzyme have so far not been studied.…”

Cambios en el crecimiento microscópico hifal y del patrón de secreción de enzimas durante la adaptación térmica del hongo de pudrición blanca Fomes sp. EUM1

“…Los requerimientos de humedad dependen del tipo de sustrato, microorganismo y enzima a producir (De Souza et al, 2002;Rosales et al, 2002;Panagiotou et al, 2003;Asgher et al, 2006;Azin et al, 2007). Por esta razón, la humedad del sustrato es una variable considerada en los estudios de optimización junto con las variables ya mencionadas (Jecu, 2000;Shah y Madamwar, 2005;Azin et al, 2007;Jing et al, 2007). La humedad del sustrato es relevante para el crecimiento de los hongos en cultivo sólido, sin embargo, se reconoce que, la eficiencia del proceso depende mayoritariamente de la actividad de agua (Aw), variable que da información acerca de las interacciones físicas entre el agua y los sustratos.…”

“…Los niveles de producción de enzimas lignocelulolíticas son modificados drásticamente durante el transcurso del crecimiento de los hongos al acidificarse o alcalinizarse el medio de producción, por ello, se contempla en la mayoría de los estudios de optimización (Jecu, 2000;Panagiotou et al, 2003;Shah y Madamwar, 2005;Jing et al, 2007). La producción de enzimas se ve afectada drásticamente cuando el pH del cultivo sólido es menor que 5 ó mayor que 7.…”

“…Se ha sugerido que la presencia de ciertos mecanismos de respuesta intracelular puede relacionarse con el crecimiento de los hongos mesófilos a temperaturas elevadas (Sánchez y Lindquist, 1990;Nordström y Laakso, 1992;Maheshwari, 2000;Tereshina, 2005;Abrashev et al, 2008). Actualmente, los hongos termotolerantes y termófilos son estudiados para la obtención de enzimas lignocelulolíticas termoestables para uso industrial y aplicaciones biotecnológicas (Duran y Esposito, 2000;Jing et al, 2007Neifar et al, 2010. Al respecto, existen pocos estudios describiendo hongos de pudrición blanca termotolerantes con potencial biotecnológico (Snajdr y Baldrian, 2007;Dantán-González et al, 2008;Neifar et al, 2010).…”

“…La producción de lacasas de Fomes sp. EUM1 (hasta 12.6 U/gss) fue mayor que lo reportado para algunos hongos mesófilos de los géneros Pleurotus, Lentinus, y Trametes que están entre 2 a 5 U/gss (De Souza et al, 2002;Sun et al, 2004;Kachlishvili et al, 2005), pero fueron menores que lo obtenido por otros hongos que sobreproducen lacasas como Pycnoporus, Trametes y Pleorotus (50 hasta 800 U/gss) (Vikineswary et al, 2006;Jing et al, 2007;Levin et al, 2008;Landolo et al, 2011). La mayoría de los estudios mencionados fueron optimizados, mientras que, el medio de producción de enzimas lignocelulolíticas para Fomes sp.…”