Pectinase-hyperproducing mutants of Aspergillus niger C28B25 for solid-state fermentation of coffee pulp

The aim of this study was to improve mold strains for the production of pectinases by solid-state fermentation (SSF) of coffee pulp. A screening of 248 strains, isolated in Mexico's coffee-growing areas, permitted us to select a wild strain of #Aspergillus niger$ which in 72 h attains a peak production of 27.7 U ml-1(138 U g-1 dry pulp) of pectinase measured by viscosimetry. Though the use of a selective culture medium with low water activity (aw = 0.954) with 2-deoxy-glucose (2DG) it was possible to isolate pectinase-hyperproductive mutant strains for SSF(44.5 U ml-1, 228 U g-1 dry pulp). Derepressed mutant strains that hyperproduced pectinase by submerged fermentation (SmF) were also obtained using a classic selective medium with high water activity (pectin + 2DG) with aw = 0.999. A comparison between both classes of mutants, called AW96 and AW99, respectively, points out the need to design special selective media in order to obtain strains adapted either to SSF or Smf in which the aw level would be a key selecting factor. (Résumé d'auteur

Optimisation of biomass, exopolysaccharide and intracellular polysaccharide production from the mycelium of an identified Ganoderma lucidum strain QRS 5120 using response surface methodology

Wild-cultivated medicinal mushroom Ganoderma lucidum was morphologically identified and sequenced using phylogenetic software. In submerged-liquid fermentation (SLF), biomass, exopolysaccharide (EPS) and intracellular polysaccharide (IPS) production of the identified G. lucidum was optimised based on initial pH, starting glucose concentration and agitation rate parameters using response surface methodology (RSM). Molecularly, the G. lucidum strain QRS 5120 generated 637 base pairs, which was commensurate with related Ganoderma species. In RSM, by applying central composite design (CCD), a polynomial model was fitted to the experimental data and was found to be significant in all parameters investigated. The strongest effect (p lt 0.0001) was observed for initial pH for biomass, EPS and IPS production, while agitation showed a significant value (p lt 0.005) for biomass. By applying the optimized conditions, the model was validated and generated 5.12 g/L of biomass (initial pH 4.01, 32.09 g/L of glucose and 102 rpm), 2.49 g/L EPS (initial pH 4, 24.25 g/L of glucose and 110 rpm) and 1.52 g/L of IPS (and initial pH 4, 40.43 g/L of glucose, 103 rpm) in 500 mL shake flask fermentation. The optimized parameters can be upscaled for efficient biomass, EPS and IPS production using G. lucidum

International training course on solid state fermentation

Mutation by UV light resulted in the isolation of #A. niger$ strains geared towards high pectinase production in either SSF or SFM but never in both. Water activity plays an essential role on the levels of activity of specific enzymes. Mutated strains showed growth and sporulation patterns distinguishable by morphometric techniques, when cultured on defined media. (Résumé d'auteur

International training course on solid state fermentation

Mutant strains derived from #A. niger$ C28B25 and belonging to series AW99 [producing maximum pectinase level in submerged fermentation (SmF)] and series AW96 [producing maximum pectinase level in solid state fermentation (SSF)] were compared concerning pectinase properties and thermal stability. Pectinases produced by AW96 exhibited increased thermal stability compared to AW99. Results support the idea that not only the quantity but also the quality of the enzymes can be modified when SSF or SmF techniques are used. The use of differential display polymerase chain reaction may enable the isolation of solid state fermentation-specific genes. (Résumé d'auteur

Valorisation des produits agricoles tropicaux par fermentation en milieu solide : rapport de synthèse = Valorizacion de los productos agricolas tropicales por fermentacion en medio solidos : informe sintetico

Les études ont porté sur la valorisation par fermentation en milieu solide de trois types de substrats agricoles tropicaux (manioc, bagasse, pulpe de café), chacune ayant un objectif spécifique : - L'enrichissement en protéines du manioc (#Manihot esculenta$) permet l'élévation de la teneur en protéines microbiennes de 2 à 16$ sélectionnée pour ses capacités de croissance. - La fermentation en milieu solide appliquée à la bagasse de canne à sucre, en utilisant un champignon cellulolytique (#Trichoderma harzianum, Aspergillus terreus), peut être utilisée pour augmenter sa valeur digestive pour les ruminants, ou pour la production de jus à haute activité cellulasique. - Il a été démontré enfin qu'il était possible de réaliser une détoxification spécifique de la pulpe de café en utilisant une souche de #Penicillium sp.. A côté des résultats techniques et scientifiques, le projet a permis de publier 10 articles scientifiques, de déposer un brevet et trois certificats d'invention, de participer à des congrès régionaux et internationaux. Un séminaire thématique international sur la fermentation solide a été organisé à Montpellier (25-27 juillet 1988) dont les travaux présentés ont été publiés (livre annexé). Au niveau de la formation il a permis de former 7 étudiants de deuxième cycle, 4 étudiants de troisième cycle et a conduit à la soutenance de 3 thèses de doctorat. Il a permis enfin de réaliser des actions de coopérations entre la France, le Mexique, Cuba, l'Argentine et le Costa Rica. La poursuite de ce programme devrait s'orienter plus spécialement vers des recherches visant à produire des pectinases par fermentation en milieu solide selon un procédé qui permettrait de nouvelles applications de pectinases, en particulier dans l'agro-industrie du café, et dans la fabrication de nouveaux jus de fruits tropicaux. Une demande a donc été déposée auprès de la DGXII, programme STD2, qui a été retenue par les commissions et est actuellement en attente de financement. (D'après résumé d'auteur

Advances in solid state fermentation : proceedings of the 2nd international symposium on solid state fermentation

Les pectinases, enzymes d'un intérêt commercial certain pour l'agroindustrie, sont produites essentiellement par les moisissures en fermentation en milieu solide (FMS) et liquide (FML). La sélection d'une souche hyperproductrice en FMS a été obtenue par un criblage de 248 souches sur pulpe de café. Une technique d'analyse d'images a permis une caractérisation précise des souches suivant des traits morphologiques. Suite à une irradiation aux ultra violets des souches adaptées, soit à la FMS soit à la FML, ont été sélectionnées. Les mutants adaptés à la FMS produisent cinq fois plus de pectinases que les mêmes souches en FML et vice versa. Les données expérimentales montrent des différences au niveau des protéines biosynthétisées par une même souche placée soit en FMS soit en FML. (Résumé d'auteur