Screening and identification of hydrolytic enzyme producing bacteria isolated from soil in Nasinuan Forest, Mahasarakham, Thailand

Abstract

In this study, hydrolytic enzyme producing bacteria isolated from soil in Nasinuan Forest, Mahasarakham, Thailand were screened for and identified. A total of 115 bacterial isolates were found to produce either cellulase 7 isolates, amylase 32 isolates, protease 41 isolates or lipase 35 isolates, respectively.Selection of bacterial strains was identified by using the 16S rRNA gene technique and the optimum conditions for bacteria that produce with highest hydrolytic enzyme from Halo: colony ratios were evaluated. Our results indicated that Bacillus subtilis 1.2CL2 was exhibited cellulase activity of 5.54 ± 0.00 U/mL and the optimum conditions for cellulase activity was at 35 °C and pH 6 after incubation for 30 min. The result indicated that Bacillus cereus 3.5AL3 was exhibited amylase activity of 47.15 ± 0.82 U/mL and the optimum conditions for amylase activity was at 65 °C and pH 7 after incubation for 30 min. The result indicated that Bacillus subtilis 2.3PT3 was exhibited protease activity of 8.86 ± 0.26 U/mL and the optimum conditions for protease activity was at 65 °C and pH 8 after incubation for 30 min. And our result indicated that Bacillus subtilis 1.3LP2 was exhibited lipase activity of 160.92 ± 0.91 U/mL and and the optimum conditions for lipase activity was at 55 °C and pH 7 after incubation for 30 min, respectively. This is the first report of bacteria producing hydrolytic enzymes in Nasinuan forest, Mahasarakham, Thailand. These bacterial enzymes can be applied in various industries such as food industry, beverage, detergents, biodiesel production and paper industry. This could be of high value on the market of enzyme industry in Thailand.

งานวิจัยนี้ศึกษาเกี่ยวกับการคัดเลือกและพิสูจน์เอกลักษณ์ของแบคทีเรียที่ผลิตเอนไซม์ไฮโดรไลติกที่แยกจากดินในป่านาสีนวน จังหวัดมหาสารคาม ประเทศไทย ผลวิจัยพบแบคทีเรียที่ผลิตเอนไซม์ไฮโดรไลติกจำนวน 115 ไอโซเลท ได้แก่ แบคทีเรียที่ผลิตเอนไซม์เซลลูเลส 7 ไอโซเลท เอนไซม์อะไมเลส 32 ไอโซเลท เอนไซม์โปรตีเอส 41 ไอโซเลท และเอนไซม์ไลเปส 35 ไอโซเลท ตามลำดับ ผลการคัดเลือก จำแนกสายพันธุ์แบคทีเรียด้วยเทคนิคยีน 16S rRNA และศึกษาสภาวะที่เหมาะสมของแบคทีเรียที่ผลิตเอนไซม์ไฮโดรไลติกสูงที่สุดจากค่า Halo : colony ratios พบว่า Bacillus subtilis 1.2CL2 มีกิจกรรมของเอนไซม์เซลลูเลสสูงที่สุดเท่ากับ 5.54 ± 0.00 ยูนิต/มิลลิลิลิตร หลังบ่มในสภาวะที่เหมาะสมอุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส pH 6 นาน 30 นาที Bacillus cereus 3.5AL3 มีกิจกรรมของเอนไซม์อะไมเลสสูงที่สุดเท่ากับ 47.15 ± 0.82 ยูนิต/มิลลิลิตร หลังบ่มในสภาวะที่เหมาะสมอุณหภูมิ 65 องศาเซลเซียส pH 7 นาน 30 นาที Bacillus subtilis 2.3PT3 มีกิจกรรมของเอนไซม์โปรตีเอสสูงที่สุดเท่ากับ 8.86 ± 0.26 ยูนิต/มิลลิลิตร หลังบ่มในสภาวะที่เหมาะสมอุณหภูมิ 65 องศาเซลเซียส pH 8 นาน 30 นาที และ Bacillus subtilis 1.3LP2 มีกิจกรรมของเอนไซม์ไลเปสสูงที่สุดเท่ากับ 160.92 ± 0.91 ยูนิต/มิลลิลิตร หลังบ่มในสภาวะที่เหมาะสมอุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส pH 7 นาน 30 นาที ตามลำดับ งานวิจัยนี้เป็นรายงานครั้งแรกของการคัดแยกแบคทีเรียที่ผลิตเเอนไซม์ไฮโดรไลติกในพื้นที่ป่านาสีนวน จังหวัดมหาสารคาม ประเทศไทย แบคทีเรียที่ผลิตเอนไซม์เหล่านี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ทางอุตสาหกรรมที่หลากหลาย ได้แก่ อุตสาหกรรมอาหาร เครื่องดื่ม ผงซักฟอก ผลิตไบโอดีเซล อุตสาหกรรมกระดาษ เป็นต้น และสามารถนำไปเพิ่มมูลค่าให้แก่อุตสาหกรรมเอนไซม์ในประเทศไทย