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Title: Producción de enzimas fibrolíticas por A. Niger GSI mediante fermentación en estado sólido de rastrojo de maíz y su evaluación en la digestibilidad in vitro de un subproducto agroindustrial
metadata.dc.creator: IMMER JAHAZEL VAZQUEZ OBREGON
Keywords: INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA;QUÍMICA;BIOLOGÍA Y QUÍMICA;TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS
metadata.dc.date: Nov-2008
Description: El rastrojo de maíz como subproducto resultante de la actividad agroindustrial, puede ser incorporado a la dieta de los rumiantes, debido a que presenta gran cantidad de fibra. No obstante, la fibra no se aprovecha al máximo, ya que los microorganismos presentes en el rumen del animal se ven inhibidos por la lignina, resultando en una baja digestibilidad. Este trabajo tiene por objetivo la obtención de enzimas fibrolíticas por A. niger GS1 mediante fermentación en estado sólido (FES) usando como sustrato rastrojo de maíz. El tamaño de partícula, humedad y el tiempo de incubación del hongo fueron evaluados durante la FES en columnas empacadas rellenas con rastrojo de maíz suplementado, para inducir enzimas fibrolíticas. La actividad de mananasa, xilanasa y celulasa fueron determinadas midiendo los azúcares reductores liberados durante la reacción enzima sustrato. Una unidad de actividad (U) se definió como la cantidad de enzima necesaria para liberar un ¿mol de azúcares reductores por mg de proteína, a 50° C. Se determinó el efecto de la adición de nueve nutrientes complementarios al medio base en la producción de enzimas fibrolíticas. La producción de enzimas fibrolíticas en función de los componentes del medio de producción fue optimizada a través de un diseño de composición central. La tasa de crecimiento de A. niger GS1 se evaluó indirectamente en función a la producción de CO2 producido, por cromatografía de gases. El menor tamaño de partícula del rastrojo de maíz tratado con 4% NaOH, acondicionado al 80% (p/v) de humedad, y sometido a 48 h de FES, mostró la mayor producción de mananasa, xilanasa y celulasa. La glucosa, el extracto de levadura, (NH4)2SO4 y CuSO4 fueron los nutrientes con mayor significancia para la producción de mananasa, xilanasa y celulasa, respectivamente, usando suplementación específica para cada uno. La mayor producción de CO2 se observó después de las 12 h de FES, lo cual puede indicar un comportamiento diauxico, ya que después de este tiempo el hongo empezó a liberar enzimas fibrolíticas para obtener energía del rastrojo de maíz. La digestibilidad ruminal in vitro de materia seca y la digestibilidad verdadera in vitro de la materia seca aumentaron cuando el rastrojo de maíz fue tratado con NaOH y al mayor tiempo de exposición a las enzimas fibrolíticas (mananasa, xilanasa y celulasa).
Corn stover is a by-product resulting from the agroindustrial activity, it can be used for ruminants feed due to its large amount of fiber content. However, the fiber is not used to its maximum potential, because the microorganisms present in the rumen are inhibited by lignin, resulting in a poor digestibility. The aim of this work was to produce fibrolytic enzymes by A. niger GS1 using solid-state fermentation (SSF) and corn stover as substrate. Corn stover was milled to different particle sizes and pretreated with 4% NaOH to partially remove lignin. The particle size, moisture and fungal incubation time were evaluated during SSF in a column reactor fill with supplemented corn stover, to induce fibrolytic enzymes. Xylanase, mannanase and cellulase activities were determined by measuring the release of reducing sugars during the enzymes-substrate reaction. One unit of enzyme activity (U) was defined as the amount of enzyme that releases 1 ¿mol of reducing sugar per mg of protein, at 50° C. A fractional factorial design was applied to determine the effect of nine supplementing nutrients. A central composite design was then used to optimize the production of fibrolytic enzymes, using the significant nutrients resulting from the previous design. The growth of A. niger GS1 was determined indirectly by released CO2, using gas chromatography. The maximum production of mannanase, xylanase and cellulase was obtained with the smaller particle size of corn stover, pretreated with 4% NaOH at 80% (w/v) moisture content, after 48 h of SSF. Glucose, yeast extract, ammonium sulfate and copper (II) sulfate significantly contributed to an optimum production of mannanase, xylanase and cellulase, respectively, using specific supplementation for each one. The maximum CO2 production was observed after 12 h of SSF, which may indicate a diauxic behavior, because after this time the fungus probably started to release fibrolytic enzymes to obtain energy from corn stover. In vitro digestibility of dry matter and in vitro digestibility true of dry matter were higher when the corn stover was pretreated with NaOH and exposed for long time to fibrolytic enzymes (mannanase, xylanase and cellulase).
URI: http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/816
Other Identifiers: Digestibilidad ruminal in vitro de materias seca
Fermentación en estado sólido
Fibrolytic enzymes
In vitro digestibility of dry matter
Solid-state fermentation
Enzimas fibrolíticas
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