Evaluation of the induction of lipolytic enzymes from a Pseudomona aeruginosa isolated from african palm fruit (Elaeis guineensis)

Abstract

Background: Extracellular lipases are found in the culture broth when the fermentation is at the end of the exponential phase. Lipases can be induced easily since they are produced by the presence of oily sources or other materials as surfactants, fatty acids, some esters, glycerol and biliary salts. Objective: The aim of this work is to study the effect of carbon source concentration and the use of inductors on biomass production, and the lipolytic activity of a bacterium isolated from mature palm oil fruits. Methods: The yield biomass/substrate was evaluated with glucose as carbon source at different concentrations (3, 5, 7, 10, 15 y 20 g/L) by dry weight and OD (600 nm). Lipolytic activity was evaluated by spectrophotometric assay using p-nitrofenilpalmitate at 37°C for 15 min. Results: Gram negative microorganisms with lipolytic activity isolated from palm fruit were identified as Pseudomona aeruginosa. The growth of the bacteria was inhibited when glucose was used at concentrations greater than 5%. The production of lipase was induced by using three inducers (Palm oil, Tween 20 and palm oil:Tween 20 mixture), at three different induction times (0, 11 and 18 hours of fermentation). The highest activity (3,81 μmoles/ mL*min) was observed when the palm oil:Tween 20 mixture was added at 11 hours of fermentation. The kinetic of p-nitrophenylpalmitate hydrolysis using the supernatant of a culture induced with palm oil:Tween 20 mixture at 11 hours showed the production of p-nitrophenol beyond 300 minutes, with the greatest hydrolysis rate during the first 7 minutes. Conclusions: The growth of P. aeruginosa was not affected by using glucose as carbon source at concentrations of 3% and 5%. There was a basal level of lipase production without inducer, and greater lipolytic activity was achieved with the addition of inducers.

Antecedentes: Las lipasas extracelulares se encuentran en los medios de cultivo cuando las células alcanzan el final de la fase exponencial de crecimiento. Las lipasas son fácilmente inducibles, es así como se producen en presencia de fuentes lipídicas u otros materiales como surfactantes, ácidos grasos, algunos ésteres, sales biliares y glicerol. Objetivo: El objetivo de este trabajo es estudiar el efecto de la concentración de fuente de carbono y el uso de inductores sobre la producción de biomasa, y la actividad lipolítica de una bacteria aislada de frutos maduros de palma de aceite. Métodos: Se determinó el rendimiento de biomasa/sustrato utilizando como fuente de carbono glucosa en diferentes concentraciones (3, 5, 7, 10, 15 y 20 g/L) mediante la técnica de peso seco y densidad óptica (600 nm). La actividad lipolítica fue evaluada con p-nitrofenil palmitato a 37°C por 15 min. Los productos de la reacción se determinaron espectrofotométricamente (410 nm). Resultados: Los microrganismos Gram negativos con actividad lipolítica fueron identificados como Pseudomona aeruginosa. El crecimiento de las bacterias fue inhibido cuando la glucosa se utilizó a concentraciones superiores a 5%. La lipasa fue inducida usando tres inductores (aceite de palma, Tween 20 y la mezcla de aceite de palma:Tween 20), en tres tiempos diferentes de inducción (0, 11 y 18 horas de fermentación). La actividad más alta (3,81 µmoles/mL*min) se observó cuando se añadió la mezcla de aceite de palma:Tween 20 a las 11 horas de fermentación. La cinética de la hidrólisis de p-nitrofenil palmitato utilizando el sobrenadante de un cultivo inducido con la mezcla de aceite de palma:Tween 20 a las 11 horas presentó producción de p-nitrofenol hasta más allá de 300 minutos, con la mayor tasa de hidrólisis durante los primeros 7 minutos. Conclusiones: El crecimiento de P. aeruginosa no se vio afectada utilizando glucosa como fuente de carbono en concentraciones de 3% y 5%. Se encontró un nivel basal de producción de lipasa sin inductor y se obtuvo una mayor actividad lipolítica con la adición de inductores.