Cellulase activity of a novel bacterial strain Arthrobacter woluwensis TDS9: its application on bioconversion of paper mill sludge
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Lignocellulosic biomasses produced from agriculture and forest-based industries are the cheapest or negative-cost biomass with a great potential for biotransformation to value-added bioproducts. Paper mill sludge, an important lignocellulosic biomass creates an environmental threat, which requires financial input for disposal. Thus, this study was aimed to isolate a novel bacterial strain capable of degrading cellulosic biomass including paper mill sludge to produce reducing sugar and other value-added bioproducts. RESULTS: A novel bacterial strain Arthrobacter woluwensis TDS9 isolated from the soil was screened for its cellulolytic activity using carboxymethyl cellulose (CMC) as the sole carbon source. The incubation period, temperature, pH, carbon, and nitrogen sources are the most important factors ruling the CMCase and sugar productions of the strain A. woluwensis TDS9, and an alkaline pH (pH 8.0) led to enhanced sugar production up to 1100.09 μg/mL after 72 h of incubation at 25°C in a medium containing 1.5% CMC and 1.25% beef extract. The optimal conditions for maximum CMCase activity were defined, and the potassium ion boosted the CMCase activity up to 1.06 U/mL when the enzymatic reaction was performed for 30 min at 50°C and pH 8 using CMC as a substrate. Moreover, the strain A. woluwensis TDS9 produced 433.33 μg/mL reducing sugar from 1% pretreated paper mill sludge. Significant alterations in the structural arrangement of cellulosic fiber of paper mill sludge observed under microscope after each step of chemical treatment process helped for loosening the cellulose fibers and increased the saccharification for enzymatic hydrolysis. Endoglucanase IV (33 KDa) and beta-glucosidase II (53 KDa) were identified in crude enzyme based on the zymogram analysis and substrate specificity. CONCLUSIONS: The research has for the first time proved that this A. woluwensis TDS9 strain can efficiently convert cellulose. Therefore, the strain TDS9 could be a potential candidate for cellulase production in an industrial biotransformation process of paper mill sludge to produce reducing sugar. This sugar stream can be further used as a substrate to produce biofuels and other organic acids using another microorganism, which represents a greener alternative to add value to the paper production helping paper mill industries.
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| Bras | Catégories | Devis d'étude | Confiance |
|---|---|---|---|
| gemma | aucune catégorie Domaine: non disponible · Genre: Empirique Porte sur le système de recherche canadien: non · Porte sur un sujet canadien: non | Expérimental (laboratoire) | high |
| gpt | aucune catégorie Domaine: non disponible · Genre: Empirique Porte sur le système de recherche canadien: non · Porte sur un sujet canadien: non | Expérimental (laboratoire) | high |
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéeÉtiqueté directement par 2 modèles lisant le dossier complet.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».