An Innovative Synergism Between Aspergillus Oryzae and Azotobacter Chroococcum for Bioconversion of Cellulosic Biomass into Organic Acids under Restricted Nutritional Conditions Using Multi-Response Surface Optimization.

The readily available biomass of Rice Straw (RS) and Faba Bean Straw (FBS) cause serious environmental problems to several countries. A novel synergistic technique was applied using Aspergillus oryzae S2 in association with Azotobacter chroococcum to mediate the bioconversion of RS, FBS and Rock Phosphate (RP) into organic acids. Six-days of fermentation were optimal for improving C/N ratio and biodegradation of Fermented Biomass (FM) without previous pretreatment. Box-Behnken factorial design, with three independent variables: RP, (NH4)2SO4 and FBS has been adopted for multi-response surface optimization for biodegradation of FM, using the Desirability function (D) approach. Solving the obtained equation model, determines the optimum levels of the independent variables at 120 mg P from RP, 10.39 mg (NH4)2SO4 and 0.92 g FBS per 10 g RS. These levels were validated, the responses were 37.11% RDW and 17.13, 4.70 and 12.43 mg g-1 FM for total, soluble and insoluble sugars, respectively, with D value of 0.892, indicating the efficacy of biodegradation process. The HPLC analysis of the filtrate of the optimized FM contained (mg g-1 FM) 15.270 citric and 13.715 succinic acids as the major acids, beside minor amounts of ascorbic, oxalic, itaconic and maleic acids. The fungal strain was molecularly identified as Aspergillus oryzae S2 (KJ487973).

استخدام التعاون المزدوج بين كلاً من Aspergillus Oryzae  و Azotobacter Chroococcum لإنتاج بعض الأحماض العضوية من المخلفات السليلوزية لقش الأرز تحت ظروف غذائية محددة باستخدام تصميم إحصائى متعدد.

الكتلة الحيوية المتاحة من قش الأرز (RS) وقش الفول (FBS) تسبب مشاكل بيئية خطيرة فى العديد من البلدان ، تم تطبيق تقنية جديدة للتعاون بإستخدام Aspergillus Oryzae  بمساعدة  Azotobacter Chroococcum للتوسط في التحول الحيوى لقش الأرز وقش الفول والفوسفات الصخرى (RP) إلى أحماض عضوية. وكانت الفترة المثلى للتخمر هى ستة أيام لتحسين نسبة الكربون إلى النيتروجين والتدرج الحيوى للكتلة الحيوية المتخمرة (FM) بدون معاملات سابقة. تم إستخدام ثلاثة قيم (الفوسفات الصخرى ، كبريتات الأمونيوم ، قش الفول) في تصميم Box-Behnken multi-response surface optimization  للتدرج الحيوى لقش الأرز بإستخدام منهج Desirability function (D). حيث تم حل نموذج المعادلة التي تم الحصول عليها وتحديد المستويات المثلى من المتغيرات المستقلة على 120 ملجم فوسفات من الفوسفات الصخرى ، 10.39 ملجم كبريتات أمونيوم ، 0.92 جم من قش الفول لكل 10 جم من قش الأرز. تم التحقق من صحة هذه المستويات وكانت الإستجابات 37.11% وزن متبقى جاف (RDW) وكانت نسب السكريات الكلية ، الذائبة ، غير الذائبة هى 17.13 ، 4.70 ، 12.43 ملجم/جم كتلة حيوية متخمرة على التوالى مع قيمة 0.892 للـ D مما يدل على فعالية عملية التحلل الحيوى. وجد بتحليل راشح الكتلة الحيوية المتخمرة المثلى بإستخدام التحليل السائل على الأداء (HPLC) إحتوائه على حامض الستريك وحامض السكسنيك بتركيزات 15.270 ، 13.715 ملجم/جم كتلة حيوية متخمرة على التوالى كأحماض رئيسية بالإضافة إلى كميات ضئيلة من أحماض الأسكوربيك والأكساليك وإيتاكونيك والماليك. كذلك تم التعرف على السلالة الفطرية Aspergillus Oryzae بأنها  S2 (KJ487973).