Cost-effective microbial enzyme production from agro-industrial waste

Loading...
Thumbnail Image

Date

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Setif1 university Ferhat Abbas . Faculty of Natural and Life Sciences

Abstract

This thesis investigates the valorization of agro-industrial by-products as sustainable carbon sources for microbial enzyme production, focusing on a comparative matrix of biocatalysts and substrates. Specifically, the study screened three Bacillus strains (B. subtilis, B. amyloliquefaciens, and Bacillus atrophaeus ) for extracellular alpha-amylase efficiency, while simultaneously evaluating cellulase induction profiles of Aspergillus niger grown on potato peel waste, wheat bran, and wheat straw. Following sodium hydroxide NaOH pretreatment of the lignocellulosic biomass, solid-state and submerged fermentation protocols were utilized, with crude enzyme yields quantified through dinitrosalicylic acid (DNS) colorimetric assays and rigorous spectrophotometric regression modeling. Experimental results demonstrate how bacterial strain selection modulates amylase expression and how the structural complexity of raw biomass regulates cellulase induction while bypassing carbon catabolite repression; ultimately, this research integrates a conceptual framework for downstream purification with a techno-economic feasibility analysis to establish a viable, closed-loop biorefinery model for converting abundant local waste into high- value industrial biocatalysts.

Description

تناول هذه األطروحة التثمين البيوتكنولوجي للمخلفات الزراعية والصناعية بوصفها مصادر كربونية مستدامة إلنتاج اإلنزيمات الميكروبية، من خالل بناء مصفوفة مقارنة بين عوامل حيوية وركائز متنوعة. فقد تم تقييم كفاءة ثالث سالالت بكتيرية subtilis( Bacillus، amyloliquefaciens Bacillus، وatrophaeus )Bacillus في إنتاج إنزيم ألفا-أميالز خارج الخلية، بالتوازي مع دراسة تحفيز إنتاج إنزيم السيليالز بواسطة فطر niger Aspergillus على ركائز تشمل قشور البطاطس، ونخالة القمح، وتبن القمح. ولتفكيك المصفوفة اللجنوسليلوزية للتبن، تم تطبيق معالجات كيميائية أولية باستخدام هيدروكسيد الصوديوم ( NaOH ( ، تلتها عمليات تخمير في الوسطين الصلب والمغمور. وتمت تحليل مستخلصات اإلنزيم الخام كمياً باستخدام طريقة حمض ثنائي نيتروساليسيليك )DNS( ونمذجة منحنيات المعايرة عبر ال يؤثر جوهرياً في التعبير االنحدار الطيفي لتحديد تراكيز السكريات المختزلة. أظهرت النتائج أن تغيير الساللة البكتيرية عن إنزيم األميالز، بينما تنظم الخصائص البنيوية للركائز آليات تحفيز إنزيم السيليالز مع تجاوز الكبت التقويضي بالكربون. ختاماً، يقدم البحث إطاراً متكامالً لعمليات الفصل الالحقة مع دراسة جدوى فنية واقتصادية لتوسيع نطاق المفاعالت الحيوية، مما يؤسس لنموذج )Biorefinery( فعال يحول النفايات المحلية إلى منتجات حيوية ذات قيمة صناعية عالية. الكلمات المفتاحية :المخلفات الزراعية الصناعية، سالالت Bacillus، ألفا-أميالز، السيليالز، niger Aspergillus، التحفيز اإلنزيمي، التثمين البيوتكنولوجي.

Citation

Endorsement

Review

Supplemented By

Referenced By