Biosynthesis of amylases by Bacillus polymyxa cells immobolized in calcium alginate and chitosane

The aim of the study was to determine optimal conditions for amylases biosynthesis by immobilized Bacillus polymyxa В-20 cells. Composition of the medium and immobilization conditions to a large extent affected the efficiency of enzyme production. Optimal production medium consisted of yeast extract (5-10 g/L), maltose, peptone and mineral salts. Stability of alginate biocatalyst beads was increased by 30 g/L gel concentration, increased bead size and chemical gel modification by glutaraldehyde. Increased quantities of synthesized enzymes were proportional to the increment of initial biomass present in beads, and to a lesser degree, depended on quantities of immobilized inoculum. In repeated batch culture, the bacteria immobilized in alginate were able to synthetize 32% more enzymes than those immobilized in chitosane. Operational stability of alginate and chitosane beads was maintained for 17 days.

W pracy ustalono optymalne warunki biosyntezy amylaz przez unieruchomione komórki bakterii B. polymyxa В-20. Skład podłoża produkcyjnego oraz sposób immobilizacji komórek w wysokim stopniu decydowały o efektywności wytwarzania enzymów. Optymalne podłoże produkcyjne składało sie z ekstraktu drożdżowego (5-10 g/L), maltozy, peptonu i soli mineralnych (tab. 1). Stabilność nośnika alginianowego podwyższały: stężenie żelu (30 g/L) i chemiczna modyfikacja struktury żelu aldehydem glutarowym. Wzrost ilości syntetyzowanych enzymów był proporcjonalny do wzrostu ilości początkowej biomasy zawartej w nośniku, natomiast w mniejszym stopniu zależał od ilości biokatalizatora alginianowego w hodowli (tab. 2). W procesie okresowym powtórzeniowym bakterie immobilizowane w alginianie wapnia syntetyzowały o 32% więcej amylaz niż w chitozanie. Stabilność operacyjna ziaren alginianowych i chitozanowych zawierających komórki bakterii wynosiła 17 dni (rys. 1).