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Keratinase Biosynthesis from Waste Poultry Feathers for Proteinaceous Stain Removal
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2020-11-19 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c04378 Arijit Jana 1 , Suman Kumar Halder 2 , Diptarka Dasgupta 1, 3 , Saugata Hazra , Prasenjit Mondal , Thallada Bhaskar 1, 3 , Debashish Ghosh 1, 3
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2020-11-19 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c04378 Arijit Jana 1 , Suman Kumar Halder 2 , Diptarka Dasgupta 1, 3 , Saugata Hazra , Prasenjit Mondal , Thallada Bhaskar 1, 3 , Debashish Ghosh 1, 3
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This study is aimed at assessing the keratinase production related to industrial detergent applications from a newly isolated Bacillus cereus IIPK35. The production was optimized through submerged fermentation by a one-variable-at-a-time method, followed by the response surface methodology, using waste chicken feathers as a carbon source and resulted in a 5-fold increase in keratinase production in 48 h (103.79 U/mL) when supplemented with 1.43% w/v feather and other nutrients. Time-course study of 120 h revealed a direct relationship among microbial growth, feather degradation, sulfite generation, production of keratinase, oligopeptide, and total protein. The sulfite generation in the culture filtrate suggested the possible sulfur mineralization by disulfide reductase produced by IIPK35. At optimized conditions, cell free fermented broth was enriched with 12 amino acids copiously: threonine (8.52 μg/mL), serine (7.55 μg/mL), and phenylalanine (7.13 μg/mL). Fourier transform infrared analysis reflected the cleavage of peptide bonds associated with feather keratin degradation. IIPK35 keratinase exhibited 79–88% stability and compatibility with commercial detergents and thus appeared to be a promising approach toward laundry detergents. The washing simulation experiment with low supplementation of keratinase combined with detergent demonstrated good destaining of proteinaceous stains without damaging the fabric structure and strength. Thus, the crude keratinase from B. cereus IIPK35 could be considered as a potential bioadditive in detergent formulation.
中文翻译：
废禽羽毛中角蛋白的生物合成以去除蛋白质污渍
这项研究旨在评估新分离的蜡状芽孢杆菌与工业洗涤剂应用相关的角蛋白酶生产IIPK35。通过一次一变量法进行深层发酵来优化生产，然后采用响应面方法，使用废鸡毛作为碳源，在48小时内使角蛋白酶的产量增加了5倍（ 103.79 U / mL），当添加1.43％w / v羽毛和其他营养物质时。120小时的时程研究表明，微生物的生长，羽毛的降解，亚硫酸盐的产生，角蛋白酶的产生，寡肽和总蛋白质之间存在直接的关系。培养滤液中亚硫酸盐的产生表明IIPK35产生的二硫键还原酶可能导致硫矿化。在最佳条件下，无细胞发酵液富含12个氨基酸：苏氨酸（8.52μg/ mL），丝氨酸（7.55μg/ mL）和苯丙氨酸（7.13μg/ mL）。傅立叶变换红外分析反映了与羽毛角蛋白降解相关的肽键的裂解。IIPK35角蛋白酶具有79-88％的稳定性和与市售洗涤剂的相容性，因此对于洗衣洗涤剂似乎是一种很有前途的方法。少量添加角蛋白酶和去污剂的洗涤模拟实验表明，蛋白质污渍具有良好的脱色性，而不会损害织物的结构和强度。因此，从 少量添加角蛋白酶和去污剂的洗涤模拟实验表明，蛋白质污渍具有良好的脱色性，而不会损害织物的结构和强度。因此，从 少量添加角蛋白酶和去污剂的洗涤模拟实验表明，蛋白质污渍具有良好的脱色性，而不会损害织物的结构和强度。因此，从蜡状芽孢杆菌IIPK35可被认为是洗涤剂配方中潜在的生物添加剂。
更新日期：2020-12-07
中文翻译：
废禽羽毛中角蛋白的生物合成以去除蛋白质污渍
这项研究旨在评估新分离的蜡状芽孢杆菌与工业洗涤剂应用相关的角蛋白酶生产IIPK35。通过一次一变量法进行深层发酵来优化生产，然后采用响应面方法，使用废鸡毛作为碳源，在48小时内使角蛋白酶的产量增加了5倍（ 103.79 U / mL），当添加1.43％w / v羽毛和其他营养物质时。120小时的时程研究表明，微生物的生长，羽毛的降解，亚硫酸盐的产生，角蛋白酶的产生，寡肽和总蛋白质之间存在直接的关系。培养滤液中亚硫酸盐的产生表明IIPK35产生的二硫键还原酶可能导致硫矿化。在最佳条件下，无细胞发酵液富含12个氨基酸：苏氨酸（8.52μg/ mL），丝氨酸（7.55μg/ mL）和苯丙氨酸（7.13μg/ mL）。傅立叶变换红外分析反映了与羽毛角蛋白降解相关的肽键的裂解。IIPK35角蛋白酶具有79-88％的稳定性和与市售洗涤剂的相容性，因此对于洗衣洗涤剂似乎是一种很有前途的方法。少量添加角蛋白酶和去污剂的洗涤模拟实验表明，蛋白质污渍具有良好的脱色性，而不会损害织物的结构和强度。因此，从 少量添加角蛋白酶和去污剂的洗涤模拟实验表明，蛋白质污渍具有良好的脱色性，而不会损害织物的结构和强度。因此，从 少量添加角蛋白酶和去污剂的洗涤模拟实验表明，蛋白质污渍具有良好的脱色性，而不会损害织物的结构和强度。因此，从蜡状芽孢杆菌IIPK35可被认为是洗涤剂配方中潜在的生物添加剂。
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