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Volumen:
1
Edición:
10
DOI:
Caracterización de Bacterias y Hongos Productores de Celulasas Aislados de Material Lignocelulósico

Fátima Navarro  Mosqueda

Varinia  López Ramírez

Ricardo Morales Rodríguez

Divanery Rodríguez Gómez

Resumen

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Los residuos agroindustriales están compuestos de material lignocelulósico, los cuales están expuestos a una gran diversidad de microorganismos que pueden degradarlos mediante la acción de varias enzimas. Por tanto, microorganismos crecidos sobre dichos materiales podrían expresar enzimas lignocelulósicas de importancia biotecnológica y de aplicación en procesos industriales. En este estudio se evaluaron 36 aislados procedentes del Estado de Guanajuato: 19 bacterias y 17 hongos, aislados de residuos agroindustriales tales como: bagazo, bolsa, cartón, gasa, paja de maíz, rastrojo de maíz, además de algodón y pintura; con el objetivo de medir su actividad celulasa producida a 28, 37 y 45 ˚C. Se realizó una prueba semicuantitativa de celulasas en placa de Petri conteniendo medio carboximetilcelulosa y un cultivo en medio líquido para la cuantificación de la actividad enzimática celulasa total (UPF/ml) en el sobrenadante usando papel filtro como sustrato. Los aislados de bacterias que mostraron la mayor actividad corresponden a los aislados de bolsa de plástico-4 y paja de maíz-8 (0.2 UPF/ml a 37 °C y 0.17 UPF/ml a 28°C, respectivamente). Por otra parte, los hongos que presentaron la mayor actividad fueron Algodón-06 y Algodón-07 (0.2 y 0.16 UPF/ml a 28 °C). Los resultados de la actividad celulolítica evaluada a través de los dos métodos no son coincidentes, por lo que, es importante el haber realizado dos técnicas de manera complementaria para la selección de aislados con posibles aplicaciones industriales y relacionadas con la temperatura en la que presentan mayor actividad.

Palabras clave

Bacterias, Carboximetilcelulosa, Celulasas, Hongos, Residuos Agroindustriales.

  • Azhar, S., Aihetasham, A., Chaudhary, A., Hussain, Z., Abdul Rehman, R., Abbas, G., Alharbi, S. A., Ansari, M. J., & Qamer, S. (2024). Cellulolytic and Ethanologenic Evaluation of Heterotermes indicola’s gut-Associated Bacterial Isolates. ACS Omega, 9(10). https://doi.org/10.1021/acsomega.3c10030

  • Bakare, M. K., Adewale, I. O., Ajayi, A., & Shonukan, O. O. (2005). Purification and characterization of cellulase from the wild-type and two improved mutants of Pseudomonas fluorescens. African Journal of Biotechnology, 4(9), 898-904.

  • Belmont-Montefusco, E. L., Nacif-Marçal, L., de Assunção, E. N., Hamada, N., & Nunes-Silva, C. G. (2020). Cultivable cellulolytic fungi isolated from the gut of Amazonian aquatic insects. Acta Amazonica, 50(4), 346–354. https://doi.org/10.1590/1809-4392202000902

  • da Cruz Ramos, G. F., Ramos, P. L., Passarini, M. R. Z., Vieira Silveira, M. A., Okamoto, D. N., de Oliveira, L. C. G., Zezzo, L. V., Marem, A., Santos Rocha, R. C., da Cruz, J. B., Juliano, L., & de Vasconcellos, S. P. (2016). Cellulolytic and proteolytic ability of bacteria isolated from gastrointestinal tract and composting of a hippopotamus. AMB Express, 6(1). https://doi.org/10.1186/s13568-016-0188-x

  • Davies, G., & Henrissat, B. (1995). Structures and mechanisms of glycosyl hydrolases. Structure, 3(9). https://doi.org/10.1016/S0969-2126(01)00220-9

  • de Vries, R. P., & Visser, J. (2001). Aspergillus enzymes involved in degradation of plant cell wall polysaccharides. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 65(4). https://doi.org/10.1128/mmbr.65.4.497-522.2001

  • Demissie, M. S., Legesse, N. H., & Tesema, A. A. (2024). Isolation and characterization of cellulase producing bacteria from forest, cow dung, Dashen brewery and agro-industrial waste. PLoS ONE, 19(4), e0301607. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0301607

  • Desvaux, M. (2005). The cellulosome of Clostridium cellulolyticum. Enzyme and Microbial Technology, 37(4). https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2004.04.025

  • Gupta, V. K., Bakshi, M. P. S., & Langar, P. N. (1987). Microbiological changes during natural fermentation of urea-wheat straw. Biological Wastes, 21(4). https://doi.org/10.1016/0269-7483(87)90074-7

  • Herculano, P. N., Lima, D. M. M., Fernandes, M. J. S., Neves, R. P., Souza-Motta, C. M., & Porto, A. L. F. (2011). Isolation of cellulolytic fungi from waste of castor (Ricinus communis L.). Current Microbiology, 62(5), 1416–1422. https://doi.org/10.1007/s00284-011-9879-3

  • Islam, F. (2019). Isolation and Characterization of Cellulase-producing Bacteria from Sugar Industry Waste. American Journal of BioScience, 7(1). https://doi.org/10.11648/j.ajbio.20190701.13

  • Jahangeer, S., Khan, N., Jahangeer, S., Sohail, M., Shahzad, S., Ahmad, A., & Khan, S. A. (2005). Screening and characterization of fungal cellulases isolated from the native environmental source. Pakistan Journal of Botany, 37(3), 739-748.

  • Kuhad, R. C., Gupta, R., & Singh, A. (2011). Microbial cellulases and their industrial applications. In Enzyme Research, 2011(1). https://doi.org/10.4061/2011/280696

  • Mandels, M., Andreotti, R., & Roche, C. (1976). Measurement of saccharifying cellulase. Biotechnology and Bioengineering Symposium, 6. https://doi.org/10.1186/1754-6834-2-21

  • Miller, F. C. (2020). Composting of Municipal Solid Waste and its Components. In Microbiology of Solid Waste. https://doi.org/10.1201/9780138747268-4

  • Miller, G. L. (1959). Use of Dinitrosalicylic Acid Reagent for Determination of Reducing Sugar. Analytical Chemistry, 31(3). https://doi.org/10.1021/ac60147a030

  • M’barek, H. N., Taidi, B., Smaoui, T., Aziz, M. B., Mansouri, A., & Hajjaj, H. (2019). Isolation, screening and identification of ligno-cellulolytic fungi from northern central Morocco. Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement, 23(4), 207–217. https://doi.org/10.25518/1780-4507.18182ï

  • Odunfa, S. A., & Oyewole, O. B. (1986). Identification of Bacillus species from ‘iru’, a fermented African locust bean product. Journal of Basic Microbiology, 26(2), 101–108. https://doi.org/10.1002/jobm.3620260212

  • Patel, A. K., Singhania, R. R., Sim, S. J., & Pandey, A. (2019). Thermostable cellulases: Current status and perspectives. In Bioresource Technology (Vol. 279). https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019.01.049

  • Percival Zhang, Y. H., Himmel, M. E., & Mielenz, J. R. (2006). Outlook for cellulase improvement: Screening and selection strategies. In Biotechnology Advances, 24 (5), 452-481. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2006.03.003

  • Peterson, R., & Nevalainen, H. (2012). Trichoderma reesei RUT-C30 – thirty years of strain improvement. Microbiology, 158(1), 58–68. https://doi.org/10.1099/mic.0.054031-0

  • Prasanna, H. N., Ramanjaneyulu, G., & Rajasekhar Reddy, B. (2016). Optimization of cellulase production by Penicillium sp. 3 Biotech, 6(2). https://doi.org/10.1007/s13205-016-0483-x

  • Rodriguez-Gomez, D., Lehmann, L., Schultz-Jensen, N., Bjerre, A. B., Hobley, T. J.(2012) Examining the Potential of Plasma-Assisted Pretreated Wheat Straw for Enzyme Production by Trichoderma reesei. Applied Biochemistry and Biotechnology, 166, 2051–2063. https://doi.org/10.1007/s12010-012-9631-x

  • Rodriguez-Gomez, D., & Hobley, T. J. (2013). Is an organic nitrogen source needed for cellulase production by Trichoderma reesei Rut-C30?. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 29, 2157-2165. https://doi.org/10.1007/s11274-013-1381-6

  • SAGARPA. (2015). Plan de manejo de residuos generados en actividades agrícolas primera etapa: diagnóstico nacional. [Archivo PDF]. https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/346978/Manejo_de_residuos_Detallado.pdf

  • Sethi, S., Datta, A., Gupta, B. L., & Gupta, S. (2013). Optimization of Cellulase Production from Bacteria Isolated from Soil. International Scholarly Research Notices, Biotechnology, 2013(1), 985685. https://doi.org/10.5402/2013/985685

  • Teather, R. M., & Wood, P. J. (1982). Use of Congo Red-polysaccharide interactions in enumeration and characterization of cellulolytic bacteria from the bovine rumen. Applied and Environmental Microbiology, 43(4). https://doi.org/10.1128/aem.43.4.777-780.1982

  • Varalakshmi, K. N., Kumudini, B. S., Nandini, B. N., Solomon, J., Suhas, R., Mahesh, B., & Kavitha, A. P. (2009). Production and characterization of α-amylase from Aspergillus niger JGI 24 isolated in Bangalore. Polish Journal of Microbiology, 58(1), 29-36. PMID: 19469283

  • Viikari, L., Alapuranen, M., Puranen, T., Vehmaanperä, J., & Siika-aho, M. (2007). Thermostable enzymes in lignocellulose hydrolysis. In Olsson, L. (Ed.). In Biofuels. Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology, 108. 121–145. Springer Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/10_2007_065

  • Wang, J., Bao, F., Wei, H., & Zhang, Y. (2024). Screening of cellulose-degrading bacteria and optimization of cellulase production from Bacillus cereus A49 through response surface methodology. Scientific Reports, 14(1). https://doi.org/10.1038/s41598-024-58540-7

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