Journal de la technologie microbienne et biochimique

Abstrait

Utilisation de la biomasse des déchets agricoles pour la production d'α-amylase par Anoxybacillus amylolyticus : purification et propriétés

Ilaria Finore, Paola Di Donato, Annarita Poli, Betul Kirdar, Ceyda Kasavi, Ebru O Toksoy, Barbara Nicolaus et Licia Lama

Français Les connaissances accumulées à partir d'études fondamentales et appliquées sur Anoxybacillus suggèrent que ce genre peut servir de bonne alternative dans de nombreuses applications liées aux biomasses amylacées et lignocellulosiques, au traitement des déchets, à la technologie enzymatique et à la production de bioénergie. Nous avons étudié la purification, la caractérisation biochimique et l'immobilisation d'une α-amylase thermostable de la souche MR3CT d'Anoxybacillus amylolyticus thermophile isolée en Antarctique et sa production sur des déchets végétaux. En particulier, le rhizome d'Arundo donax, la biomasse résiduelle de Cynara cardunculus et les pelures de pommes de terre ont été testés soit dans des conditions de fermentation submergée (SmF) soit dans des conditions de fermentation en milieu solide (SSF). L'amylase d'A. amylolyticus, avec un poids moléculaire d'environ 60 kDa, a montré une activité enzymatique optimale à 60°C et à pH 5,6. Français De plus, en conservant jusqu'à 70 % de l'activité totale après 48 h à 60 °C, il a montré une thermostabilité élevée en présence d'ion calcium 2 mM. L'enzyme immobilisée a conservé 48 % de son activité initiale après la sixième réutilisation. Les conditions optimales pour sa production dans SmF ont été obtenues à 60 °C pendant 24 h avec 1 % de rhizome d'Arundo donax, soit environ 2126 U/gds. Les cultures SSF ont atteint un rendement maximal en α-amylase (102 U/gds) lorsqu'elles ont été cultivées sur de la biomasse de déchets de Cynara cardunculus comme substrat, avec un rapport substrat-eau de 1:1 (p/v), et une incubation à 60 °C pendant 4 jours. Dans cette étude, le rhizome d'A. donax s'est avéré être un bon substrat pour la production d'amylase dans SmF, permettant ainsi une alternative moins coûteuse pour obtenir des enzymes amylolytiques. En effet, en utilisant des rhizomes d'A. donax comme substrat de croissance, il a été possible de récupérer un niveau d'activité amylasique supérieur à celui obtenu par un milieu complexe synthétique. La production d'amylase a également été étudiée dans des conditions SSF en utilisant les déchets listés ci-dessus comme seule source de carbone pour la croissance d'A. amylolyticus. Dans ces conditions, C. cardunculus a donné un rendement enzymatique plus élevé par volume de réacteur.