Aislamiento y selección de hongos productores de celulasas neutro alcalinas a partir de Bosque primario

Abstract

Actualmente la mayoría de los procesos en la industria utilizan enzimas versátiles, con un impacto ambiental, económico y socialmente positivos. Asimismo, se sabe que los suelos de los bosques lluviosos de la selva amazónica contienen una gran diversidad de microorganismos, poco estudiados y con características particulares. Por tal motivo, se aisló y seleccionó hongos nativos productores de celulasas neutroalcalinas de suelo del bosque primario Macuya (Pucallpa-Ucayali). Para tal fin, se utilizó el método de dilución seriada en placas con un medio de aislamiento enriquecido (xilosa/carboximetilcelulosa), obteniéndose 50 cepas fúngicas diferentes. Las cepas aisladas se sometieron a una selección cualitativa a través de la formación de halos hidrolíticos en pHs neutroalcalinos (7.4, 8.4 y 9.4); resultando sólo 11 cepas seleccionadas para luego ser evaluadas en cultivos líquidos con lactosa y celulosa microcristalina. Al evaluar la producción de enzimas celulolíticas durante 72 h en medio con lactosa, se determinó que, las cepas LMHP14, LMHP32, LMHP33 y LMHP37 lograron actividades de celulasa total (1.5 UmL-1 ) y endoglucanasa (>y 0.9 UmL1 ) más altos en los pHs evaluados. El efecto del sustrato y cepa sobre la producción de biomasa, proteínas solubles y enzimas celulolíticas, demostró que ambos factores influyen significativamente (p< 0.05); siendo lactosa el mejor sustrato y las cepas LMHP32, LMHP33 y LMHP37 los mayores productores de celulasas totales (> 3 U mL-1 ) y endoglucanasas (0.5 U mL-1 ), pero en la mayoría de los casos el factor pH no resultó tener un efecto significativo. Luego, las tres cepas seleccionadas fueron cultivadas en medio líquido, desde las 0 a 120 h con lactosa y de 0 a 168 h con celulosa microcristalina. Los cultivos con lactosa mostraron un comportamiento de la actividad enzimática con tendencia creciente durante las primeras 72 h, luego a las 96 h disminuye; pero, se mantiene o no incrementa significativamente con celulosa microcristalina. En general para las tres cepas seleccionadas la actividad celulasa total fue hasta diez veces más altas y 5 veces más para endoglucanasa, cuando se cultiva con lactosa en comparación con celulosa microcristalina. Asimismo, se logró determinar los géneros de Aspergillus y Penicillum como predominantes.

Currently most of the efficient processes in the industry use enzymes, with an environmental, economic and socially positive impact. Also, it is known that the soils of the rain forests of the Amazon rainforest contain a great diversity of microorganisms, still little studied and with particular characteristics. For this reason, native fungi producing neutroalkaline cellulases were isolated and selected from the Macuya primary forest (Pucallpa-Ucayali). For this purpose, the serial dilution method was used in plates with an isolation medium enriched (xylose/carboxymethylcellulose), achieving the isolation of a total of 50 fungal strains. The isolated strains were subjected to a qualitative selection through the formation of hydrolytic haloes at neutral-alkaline pHs (7.4, 8.4 and 9.4); resulting only 11 strains selected to be evaluated in liquid cultures with lactose and microcrystalline cellulose. When evaluating the production of cellulolytic enzymes during 72 h in lactose medium, it was determined that strains LMHP14, LMHP32, LMHP33 and LMHP37 achieved higher total cellulose (> 1.5 UmL-1 ) and endoglucanase activities (0.9 UmL-1 ) in the range of pHs evaluated. Then, the effect of the substrate and strain on the production of biomass, soluble proteins and cellulolytic enzymes, it was demonstrated that both factors influence significantly (p 3 U mL-1 ), endoglucanases (0.5 U mL1 ) and therefore with higher specific productivities. However, the pH factor did not prove to have a significant effect for the quantification of cellulase activities. The three selected strains were cultured in liquid medium, from 0 to 120 h with lactose and from 0 to 168 h with microcrystalline cellulose. The cultures with lactose showed a behavior of the enzymatic activity with increasing tendency during the first 72 h, then at 96 h decreases; but, it is maintained or not significantly increased with microcrystalline cellulose. In general, for the three selected strains the total cellulase activity was up to ten times higher and 5 times more for endoglucanase, when it was cultivated with lactose in comparison with microcrystalline cellulose. Also, it was possible to determine the genera of Aspergillus and Penicillum as predominant.