Statistical Optimisation of <i>Streptomyces</i> sp. DZ 06 Keratinase Production by Submerged Fermentation of Chicken Feather Meal
Samir Hamma,
Nawel Boucherba,
Zahra Azzouz,
Marilize Le Roes-Hill,
Ourdia-Nouara Kernou,
Azzeddine Bettache,
Rachid Ladjouzi,
Rima Maibeche,
Mohammed Benhoula,
Hakim Hebal,
Zahir Amghar,
Narimane Allaoua,
Kenza Moussi,
Patricia Rijo,
Said Benallaoua
Affiliations
Samir Hamma
Université de Bejaia, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie, Laboratoire de Microbiologie Appliquée, Bejaia 06000, Algeria
Nawel Boucherba
Université de Bejaia, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie, Laboratoire de Microbiologie Appliquée, Bejaia 06000, Algeria
Zahra Azzouz
Université de Bejaia, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie, Laboratoire de Microbiologie Appliquée, Bejaia 06000, Algeria
Marilize Le Roes-Hill
Applied Microbial and Health Biotechnology Institute, Cape Peninsula University of Technology, P.O. Box 1906, Bellville 7535, South Africa
Ourdia-Nouara Kernou
Université de Bejaia, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie, Laboratoire de Biomathématiques, Biophysique, Biochimie, et Scientométrie (L3BS), Bejaia 06000, Algeria
Azzeddine Bettache
Université de Bejaia, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie, Laboratoire de Microbiologie Appliquée, Bejaia 06000, Algeria
Rachid Ladjouzi
Université de Bejaia, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie, Laboratoire de Microbiologie Appliquée, Bejaia 06000, Algeria
Rima Maibeche
Université de Bejaia, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie, Laboratoire de Microbiologie Appliquée, Bejaia 06000, Algeria
Mohammed Benhoula
Université de Bejaia, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie, Laboratoire de Microbiologie Appliquée, Bejaia 06000, Algeria
Hakim Hebal
Université de Bejaia, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie, Laboratoire de Microbiologie Appliquée, Bejaia 06000, Algeria
Zahir Amghar
Université de Bejaia, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie, Laboratoire de Microbiologie Appliquée, Bejaia 06000, Algeria
Narimane Allaoua
Université de Bejaia, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie, Laboratoire de Microbiologie Appliquée, Bejaia 06000, Algeria
Kenza Moussi
Université de Bejaia, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie, Laboratoire de Microbiologie Appliquée, Bejaia 06000, Algeria
Patricia Rijo
CBIOS-Centro de InvestigaçãoemBiociências e Tecnologias da Saúde, Universida de Lusófona, Campo Grande 376, 1749-028 Lisbon, Portugal
Said Benallaoua
Université de Bejaia, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie, Laboratoire de Microbiologie Appliquée, Bejaia 06000, Algeria
This study focused on the isolation of actinobacteria capable of producing extracellular keratinase from keratin-rich residues, which led to the selection of an actinobacterial strain referenced as Streptomyces strain DZ 06 (ES41). The Plackett–Burman screening plan was used for the statistical optimization of the enzymatic production medium, leading to the identification of five key parameters that achieved a maximum activity of 180.1 U/mL. Further refinement using response surface methodology (RSM) with a Box–Behnken design enhanced enzyme production to approximately 458 U/mL. Model validation, based on the statistical predictions, demonstrated that optimal keratinase activity of 489.24 U/mL could be attained with 6.13 g/L of chicken feather meal, a pH of 6.25, incubation at 40.65 °C for 4.11 days, and an inoculum size of 3.98 × 107 spores/mL. The optimized culture conditions yielded a 21.67-fold increase in keratinase compared with the initial non-optimized standard conditions. The results show that this bacterium is an excellent candidate for industrial applications when optimal conditions are used to minimize the overall costs of the enzyme production process.