Búsqueda y producción de enzimas lignocelulósicas fúngicas mediante fermentaciones sobre bagazo cervecero

PERÍA MARA E; WAGNER EVELYN; ORTIZ GASTÓN E; CERIANI-NAKAMURAKARE ESTEBAN D; CARMARÁN CECILIA C; ROJAS, NATALIA L

POSADAS

Simposio; SAPROBIO 2021 6º Simposio Argentino de Procesos Biotecnológicosacional de Misiones; 2021

La búsqueda de fuentes novedosas de enzimas es un área de constante desarrollo, debido a la necesidad de contar con biocatalizadores estables, de producción económica y aplicables en procesos industriales. Los residuos lignocelulósicos -recursos renovables y abundantes representan una alternativa viable para la generación de enzimas. Tal es el caso de la revalorización del bagazo cervecero (BC), principal desecho sólido de esta industria. El objetivo de este trabajo consiste en desarrollar procesos para la producción de enzimas lignocelulósicas fúngicas utilizando BC como sustrato. Inicialmente, se realizó un screening sobre los hongos Chaetomium sp, Daldinia sp, Filobasidium sp, Fusarium oxysporum y Raffaelea arxii, asociados a Megaplatypus mutatus (plaga forestal nativa de Sudamérica perteneciente a los ?coleópteros de la ambrosia?). Se realizaron cultivos en placas de Petri utilizando medios mínimos sólidos con fuentes de carbono específicas: carboximetilcelulosa, almidón y xilano para evaluar las actividades celulasas; amilasas, AMI y xilanasas, XYL, respectivamente. Se determinó el índice de productividad enzimática (EPI) -cociente entre los diámetros de las zonas de hidrólisis y de crecimiento por el tiempo de incubación. Paralelamente, para diseñar el proceso de producción, se evaluó el potencial del BC como sustrato de fermentaciones en sustrato sólido (FSS). Se realizaron cultivos a 28 °C durante 14 días de Trichoderma reesei productor conocido de enzimas lignocelulósicas en BC y salvado de trigo (ST). 5 gramos de sustrato se acondicionaron con 5 ml de NaOH 0.2M, se esterilizaron por 15 min a 121 °C, y se inocularon con 2.5x106 esporas/gramo de sustrato. Luego de 2, 4, 7, 9, 11 y 14 días, se recuperó el cóctel enzimático generado mediante la adición de 100 ml de NaCl 0.1M con Tween 80 0.1% (v/v), y se determinaron las actividades enzimáticas5,6,7. La mayor productividad -expresada como UI/gs*d- se obtuvo a los 4 días de cultivo, alcanzándose valores de 1.52 y 1.28 para actividad papel de filtro (FPA), 1.55 y 2.55 para endoglucanasas (EGA), 48.4 y 67.79 para XYL, y 0.62 y 1.89 para AMI, en BC y ST respectivamente. Estos resultados demuestran el potencial del BC como sustrato para la producción de enzimas, logrando productividades enzimáticas mayores en comparación con otros residuos lignocelulósicos.Una vez establecidas las condiciones de FSS y a partir de los resultados del screening inicial, se seleccionó a Filobasidium sp.para continuar con la producción de enzimas a partir de BC por presentar valores de EPI elevados del conjunto de enzimas de interés y un perfil enzimático poco explorado. Finalmente, se observó que las productividades obtenidas en las FSS con BC de Filobasidium sp. fueron mayores en comparación con T. reesei -exceptuando la actividad FPA-, reportándose valores (UI/gs*d) de 0.58 para FPA, 2.98 para EGA, 56.31 para XYL y 1.02 para AMI. La combinación del screening de organismos fúngicos provenientes de colecciones biológicas reconocidas BAFC, FCEyN, UBA- que permite una búsqueda eficiente de fuentes enzimáticas novedosas y la FSS sobre el BC representa una alternativa viable para la producción de enzimas lignocelulósicas fúngicas en procesos biotecnológicos viables.