Production of ?-Amylase from Bacillus megaterium MD-1

Abstract

The alpha-amylase is used extensively in many different industrial sectors and is renowned for modifying starch by rupturing 1-4 glycosidic bands. Depending on the intrinsic properties of the microorganism, several alpha-amylases with thermostable and halotolerant properties are expressed. In the current study, the bacteria were isolated from Ergani Makam Mountain. Identification and optimization of the isolated bacteria were performed. As a result of the 16S rRNA analysis, physiological, morphological and biochemical analyis were carried out for the identification of the isolated microorganism and consequently the bacterium was defined as Bacillus megaterium MD-1. Following its identification, α-Amylase, was isolated from B. megaterium. Optimal conditions for bacteria and enzyme production were determined as 48 hours, 35°C and pH 7.0. Maximum enzyme activity was optained at 40°C and pH 8.0. The effects of various carbon and nitrogen sources on enzyme production were investigated by adding to the nutrient medium. Compared to the control regarding enzyme production, it was determined that carbon sources, particularly sucrose, fructose and lactose inhibited enzyme production by 75%, all carbon sources inhibited production. It was also observed that urea and sodium nitrate from nitrogen sources had an inhibitory effect on enzyme production whereas other nitrogen sources did not. The highest amylase production among nitrogen sources was obtained with peptone addition. In our study, it was determined that an increase in amylase activity could be achieved by using the optimum values of physical parameters. These findings displayed that enzyme could be utilized in fruit juice industries for clarification of apple juice, textile industry and raw starch hydrolyzing.

Alfa-amilaz, birçok farklı endüstriyel sektörde yaygın olarak kullanılmaktadır ve 1-4 glikozidik bantları parçalayarak nişastayı modifiye etmesiyle ünlüdür. Mikroorganizmanın içsel özelliklerine bağlı olarak, termostabil ve halotolerant özelliklere sahip birkaç alfa-amilaz ifade edilir. Mevcut çalışmada, bakteriler Ergani Makam Dağı'ndan izole edilmiştir. İzole edilen bakterilerin tanımlanması ve optimizasyonu yapıldı. 16S rRNA analizi sonucunda izole edilen mikroorganizmanın tanımlanması için fizyolojik, morfolojik ve biyokimyasal analizler yapılmış ve sonuç olarak bakteri Bacillus megaterium MD-1 olarak tanımlanmıştır. Tanımlanmasının ardından α-amilaz, B. megaterium MD-1’den izole edildi. Bakteri ve enzim üretimi için optimum koşullar 48 saat, 35°C ve pH 7.0 olarak belirlendi. Maksimum enzim aktivitesi 40°C'de ve pH 8.0'da elde edildi. Besin ortamına ilave edilerek çeşitli karbon ve azot kaynaklarının enzim üretimine etkileri araştırıldı. Enzim üretimi ile ilgili kontrol ile karşılaştırıldığında, başta sakaroz, fruktoz ve laktoz olmak üzere karbon kaynaklarının enzim üretimini %75 oranında inhibe ettiği, buna karşın glukoz, nişasta ve galaktozda herhangi bir değişiklik olmadığı belirlendi. Azot kaynaklarından gelen üre ve sodyum nitratın enzim üretimi üzerinde inhibitör etkisi olduğu, diğer azot kaynaklarının ise olmadığı gözlemlendi. Azot kaynakları arasında en yüksek amilaz üretimi pepton ilavesiyle elde edilmiştir. Çalışmamızda fiziksel parametrelerin optimum değerleri kullanılarak amilaz aktivitesinde artış sağlanabileceği belirlendi.