ABSTRACT

This study aimed to determine the most appropriate culture conditions Aspergillus niger such as substrate, moisture, cultivation time, pH, temperature, and minerals for culturing the selected isolate. In addition, the applicability of this phytase was investigated. The results showed that phytase production by A. niger PE1 was optimized through a 5-day semi-solid culture on corn meal substrate (60% moisture, pH 7.0) supplemented with 1% glucose:sucrose (1:1), 0.25% malt extract:ammonium sulfate (1:1), and 1% of KH₂PO₄. The optimal pH and temperature of the crude enzyme extract were 3.5 and 65^oC, respectively. The enzyme appeared to be stable during a 24-hour incubation at 4^oC in a pH 3.5 buffer. It was strongly inhibited by the presence of 1mM and 5mM Fe²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, Na⁺, K⁺ and Zn²⁺. Partly purified phytase through acetone precipitation could be stored at 4^oC in a pH 3.5 buffer for 3 weeks without major loss of activity.

Keywords: acetone precipitate, A. niger, culture conditions, phytase, preservation

Title: Optimizing the culture conditions of Aspergillus niger for high level phytase production

TóM TắT

Đề tài được thực hiện nhằm tìm ra các điều kiện nuôi cấy Aspergillus niger PE1 như pH, ẩm độ, thời gian, khoáng chất cũng như nguồn cơ chất thích hợp để tăng năng suất sinh tổng hợp phytase. Đồng thời khảo sát một số điều kiện lý hóa để ứng dụng enzyme này vào trong chăn nuôi một cách hiệu quả. Kết quả nghiên cứu cho thấy với nguồn cơ chất là bột bắp thì chủng nấm A. niger PE1 sẽ cho hoạt tính cao nhất (8.897 U/g cơ chất) trong thời gian nuôi cấy là 5 ngày. pH tối ưu để nấm phát triển và tổng hợp enzyme là 7 cùng với ẩm độ là 60%, glucose pha trộn với sucrose (tỷ lệ 1:1) với nồng độ 1%, hỗn hợp malt extract và amonium sulfate (tỷ lệ 1:1) với nồng độ 0,25%, KH₂PO₄ 1%. pH và nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của phytase lần lượt là 3,5 và 65^oC. Phytase khá bền ở nhiệt độ 4^oC và pH 3,5 trong 24 giờ. Ngoài ra, phytase còn bị ức chế bởi một số ion kim loại như Fe²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, Na⁺, K⁺ và Zn²⁺ ở nồng độ 1mM và 5mM. Sản phẩm phytase thô kết tủa bằng acetone có thể được bảo quản ở dạng dung dịch ở pH 3,5 trong 3 tuần ở 4^oC.

Từ khóa: Aspergillus niger, bảo quản, điều kiện nuôi cấy, phytase, tủa acetone