廃水から分離した胞子ラッカース生産の最適化と合成繊維染料のグリーンバイオ脱色への可能性

Optimization of spore laccase production by isolated from wastewater and its potential in green biodecolorization of synthetic textile dyes.

• Magda A El-Bendary
• Safaa M Ezzat
• Emad A Ewais
• Mohamed A Al-Zalama

抄録

による胞子ラッカース酵素の産生を最適化した。織物の染料脱色の可能性について特徴づけ、試験を行った。LB培地は、グルコース(1-2%)、酵母エキス(0.1%)、FeCl(0.01mM)、MnCl(0.001mM)を添加した培地が最も有望な生育培地であることがわかった。最適な胞子ラッカース産生は、pH8、30℃、培地対空気比1:5、菌体サイズ2％、7日間の培養であった。酵素のキャラクタリゼーション研究では、60℃、pH6-7.5で最大活性を示した。また、Ca, Mg, Fe, Zn, Cu, Naを1mMの濃度で添加することで活性が誘導された。また、メタノール、エタノール、アセトン、クロロホルムの存在下でも安定であった。また、5mM HOでは約34%増強し、10-20mM HOではほぼ安定であった。さらに、ABTS、シレンガルダジン、2,6ジメチルフェノールなどのメディエーターが胞子ラッカーゼ活性を増強した。胞子ラッカーゼ酵素は、24時間後に直赤色81および酸性黒色24を効率的に脱色した。また、試験した胞子ラッカーゼによる脱色後のダイレクトレッド81溶液の植物毒性は、未処理の染料溶液に比べて低かった。最後に、本研究は、環境にやさしくコスト効率の高い染料廃液のバイオ脱色のための有望な胞子ラッカースの候補を追加した。

The spore laccase enzyme production by was optimized. It was characterized and tested for its textile dye decolorization potential. LB medium was found to be the most promising growth medium with addition of glucose (1-2%), yeast extract (0.1%), FeCl (0.01 mM) and MnCl (0.001 mM). The optimum spore laccase production was at pH 8, 30 °C, 1:5 medium to air ratio, 2% inoculum size and 7 days incubation. The characterization study of the enzyme showed the maximum activity at 60 °C and pH 6-7.5. It was induced by Ca, Mg, Fe, Zn, Cu and Na at 1 mM concentration. Also, it was stable in the presence of methanol, ethanol, acetone and chloroform. In addition, it enhanced about 34% by 5 mM HO and it was nearly stable at 10-20 mM HO. Furthermore, mediators such as ABTS, syrengaldazine and 2, 6 dimethyl phenol enhanced the spore laccase activity. The spore laccase enzyme efficiently decolorized direct red 81 and acid black 24 after 24 h. Phytotoxicity of the direct red 81 solution after decolorization by tested spore laccase was lower than that of the untreated dye solution. Finally, this study added a promising spore laccase candidate for ecofriendly and cost-effective dye wastewater bio-decolorization.