Producción de celulasas por Aspergillus niger a partir de bagazo de caña de azúcar en biorreactor aireado

Autores/as

  • Luis Llenque Universidad Nacional de Trujillo
  • Miguel Muñoz Universidad Nacional de Trujillo
  • Eddy Espejo Universidad Nacional de Trujillo
  • Andy Moreno Universidad Nacional de Trujillo

Palabras clave:

Producción de celulasas, Aspergillus niger, Bagazo-caña de azúcar, Biorreactor

Resumen

Se investigó la producción de celulasas por Aspergillus niger en un biorreactor de lecho empacado en condiciones de laboratorio, con el objetivo de aprovechar el bagazo, residuo de la caña de azúcar, como soporte y sustrato. En este sentido, se recolectó, lavó y trozó el bagazo de caña de azúcar, luego se añadió la solución de NaOH 1,0 M y se calentó por 30 minutos a ebullición constante, se enjuagó con agua destilada estéril por cinco veces, se escurrió en papel secante y se llevó a estufa a 60ºC por 10 horas. Se colocó 200g de bagazo tratado en el biorreactor, se inoculó 50 mL de la suspensión de esporas estandarizado, se humedeció con el caldo de cultivo, se aplicó aireación constante, e incubó a temperatura ambiental de 25 °C. Se determinó la cantidad de celulasas excretadas, cada 02 días de incubación durante 20 días. Se pesó 20 g de bagazo incubado, fue lavado con 50 mL de buffer acetato pH 6,0 se centrifugó a 3000 rpm durante 15 minutos; y se obtuvo el sobrenadante donde se midió las Unidades Enzimáticas de celulasas; dosificando la cantidad de glucosa liberada mediante el método de glucosa enzimática. Se logró producir celulasas desde el segundo día de incubación y se obtuvo una producción final de 0,025 UE/mL a los 20 días de incubación, con tendencia a ir incrementando, lo que permitió concluir que si fue posible producir celulasas utilizando el bagazo de caña de azúcar tratado, a pH 6,0 en un biorreactor aireado.

Biografía del autor/a

Luis Llenque, Universidad Nacional de Trujillo

Departamento Académico de Microbiología y Parasitología, Facultad Ciencias Biológicas

Miguel Muñoz, Universidad Nacional de Trujillo

Departamento Académico de Microbiología y Parasitología, Facultad Ciencias Biológicas

Eddy Espejo, Universidad Nacional de Trujillo

Biologo – Microbiólogo, estudiante de Post-grado de la Universidad Nacional de Trujillo

Andy Moreno, Universidad Nacional de Trujillo

Biologo-Microbiologo

Citas

ALCARRAZ M, FLORES A, GODOY J. 2008. Producción de celulasas por inmovilización celular para el tratamiento de efluentes industriales lignocelulósicos. Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Perú. Oficina General del Sistema de Bibliotecas y Biblioteca Central. Lima – Perú. Pág.: 1-14. Disponible en:

http://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtual/publicaciones/geologia/v13_n26/contenido1.htm Consultado: 2014-06-13

ALVAREZ D, ROSSI G. 1993. Producción de celulasas por cepas de Aspergillus niger y Trichoderma harzianum aisladas de suelos tratados con fluroxypyr: estudio preliminar I. Bol. micol; 8(1/2):71-5. Disponible en: http://bases.bireme.br/cgi-bin/wxislind.exe/iah/online/?IsisScript=iah/iah.xis&src=google&base=LILACS&lang=p&nextAction=lnk&exprSearch=140501&indexSearch=ID Consultado: 2014-06-13

BHAT M. 2000. Cellulases and related enzymes in biotechnology. Biotechnology Advances. Vol. 18: 355-387.

BHAT M, BHAT S. 1997. Cellulose degrading enzymes and their potential industrial applications. Biotechnology Advances. Vol. 15: 583-601.

CONESA C, SEGUÍ L, FITO P. 2013. Sacarificación de residuos industriales de piña con mezclas de enzimas comerciales. Instituto Universitario de Ingeniería de Alimentos para el Desarrollo. Universidad Politécnica de Valencia, España. Pág.: 10-25. Disponible en:

https://www.google.com.pe/?gws_rd=ssl#q=produccion+de+celulasas+por+aspergillus+niger&start=10 Consultado: 2014-06-13

CUERVO L, FOLCH J, QUIROZ R. 2009. Lignocelulosa como fuente de azúcares para la producción de etanol. Instituto de Biotecnología, México. BioTecnología. Vol. 13(3):24-36.

CURI M, FLORES A, GODOY J. 2010. Producción de celulasas por inmovilización celular para el tratamiento de efluentes industriales lignocelulósicos. Revista del Instituto de Investigación. Instituto de Investigación de la Facultad de Geología, Minas, Metalurgia y Ciencias Geográficas. ISSN versión electrónica. Vol. 13(26): 1682 – 1687.

Disponible en: https://www.google.com.pe/search?q=produccion+de+celulasas&ie=utf-8&oe=utf-8&rls=org.mozilla:en-US:official&client=firefox-a&channel=np&source=hp&gfe_rd=ctrl&ei=y3wnU7P0M4K48we2gIHYBw&gws_rd=cr Consultado 2014-03-17

DONGOWSKI G, SEMBRIES S, BAUCKHAGE K, WILL F, DIETRICH H. 2002. Degradation of apple cell wall material by commercial enzyme preparations. Nahrung/Food. Vol. 46: 105-111.

DUSTET J, CARMENATE M, HARAMBOURE T. 2000. Obtención de celulasas de Aspergillus niger, técnica de cultivo y método de separación. Cuba. Pág.: 1-50.

EXEBIO C. 2001. Estadística aplicada a la investigación científica en Ciencias de la salud. 1 ed. Editorial EXLO. Trujillo. Pág.: 21-35.

FERRER-MARCELO Y, LEÓN-RODRÍGUEZ M, MICHELENA-ÁLVAREZ G, DUSTET-MENDOZA J, DUQUE-ORTIZ A, IBAÑEZ-FUENTES M, TORTOLÓ-CABAÑAS K. 2011. Selección de hongos aislados de bagazo de caña con actividad celulasa sobre celulosa cristalina para posibles aplicaciones industriales. Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar, ICIDCA. Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal. Vol. 45: (1): 3-12

GRAY K, ZHAO L, EMPTAGE M. 2006. Bioethanol. Curr. Opin. Chem. Biol. Vol. 10:141-146.

GUTIÉRREZ-CORREA M, VILLENA G. 2003. Surface adhesion fermentation: a new fermentation category. Rev. Perú Biol. Vol. 10: 113–124.

HERNÁNDEZ A, GARCÍA E, RODRIGUEZ A. 1999. Celulosomas: sistemas multienzimáticos. Journal of the Mexican Chemical Society, Vol. 43(3-4): 4

IZARRA M, SANTAYANA M, VILLENA G, GUTIÉRREZ-CORREA M. 2010. Influencia de la concentración de inóculo en la producción de celulasa y xilanasa por Aspergillus niger. Rev. colomb. biotecnol, Vol. 12(2):139-150. Disponible en: http://www.scielo.org.co/scielo.php?pid=S0123-34752010000200011&script=sci_arttext. Consultado: 2013-11-16

JONES J. 1994. Fungal adhesion. Mycological Research. 98: 961-981.

LABORATORIO WIENER. 2012. Método enzimático para determinar glucosa en suero o plasma. Kit comercial de uso diagnóstico “in vitro”. Industria Argentina.

LJUNGDAHL L, ERIKSSON K. 1985. Ecology of microbial cellulose degradation. Advances in Microbiology and Ecology. Vol. 8: 237-299.

LYND L, WEIMER P, VAN ZYL W, PRETORIUS I. 2002. Microbial Cellulose Utilization: Fundamentals and Biotechnology. Microbiol. Mol. Biol. Rev. Vol. 3: 506–577.

MÁRQUEZ A, MENDOZA G, GONZÁLEZ S, BUNTINX S, LOERA O. 2007. Actividad fibrolítica de enzimas producidas por Trametes sp. eum1, Pleurotus ostreatus IE8 y Aspergillus níger AD96.4 en fermentación sólida. Interciencia. Vol. 32 (11): 27-36.

MARSDEN W, GRAY P. 1986. Enzymatic hydrolysis of cellulose in lignocellulosic materials. CRC Critical Reviews in Biotechnology. Vol. 3: 235-274.

MONSALVE J, MEDINA V, RUIZ A. 2006. Producción de etanol a partir de la cáscara de banano y de almidón de yuca. Medellín. Universidad Nacional de Colombia, DYNA. Vol. 73 (150): 21-27.

MOSQUERA C, RUBIO B. 2000. El reciclaje del papel, celulosa y Trichoderma reesei. Departamento de Química, Universidad del Cauca, Popayán. En PAREDES D, ÁLVAREZ M, SILVA M, ORDONEZ S. 2010. Obtención de enzimas celulasas por fermentación sólida de hongos para ser utilizadas en el proceso de obtención de bioalcohol de residuos del cultivo de banano. Revista Tecnológica ESPOL – RTE. Vol. 23(1): 82.

OVANDO-CHACÓN S, WALISZEWSKI K. 2005. Preparativos de celulasas comerciales y aplicaciones en procesos extractivos. Universidad y Ciencia. Vol. 21(42): 111-127. Disponible en: www.ujat.mx/publicaciones/uciencia. Consultado 2012-11-16.

PAREDES D, ÁLVAREZ M, SILVA M, ORDONEZ S. 2010. Obtención de enzimas celulasas por fermentación sólida de hongos para ser utilizadas en el proceso de obtención de bioalcohol de residuos del cultivo de banano. Revista Tecnológica ESPOL – RTE. Vol. 23(1): 81-88.

POLIZELI M, RIZZATTI A, MONTI R, TERENZI H, JORGE J, AMORIM D. 2005. Xylanases from fungi: properties and industrial applications. Applied Microbiology and Biotechnology. Vol. l67: 577-591.

RAMÍREZ O, URREGO F. 1994. Producción de celulasas a partir del hongo Trichoderma sp y aprovechamiento de la fibra prensada de palma como medio de cultivo. Ingeniería de Alimentos. Fundación Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano. Disponible en: avalon.utadeo.edu.co/dependencias/publicaciones/.../celulasas.pdf‎ Consultado 2013-11-16

RODRÍGUEZ I, PIÑEROS Y. 2007. Producción de complejos enzimáticos celulolíticos mediante el cultivo en fase sólida de Trichoderma sp. sobre los racimos vacíos de palma de aceite como sustrato. VITAE, Revista de la Facultad de Química Farmacéutica. Universidad De Antioquia, Medellín, Colombia. Vol. 14(2): 35-42.

ROMANO S, GONZÁLEZ E, LABORDE M. 2005.Combustibles Alternativos. Red CYTED. Nuevas Tecnologías para la obtención de Biocombustibles. Ediciones Cooperativas. Buenos Aires, Argentina. Pág.168-196.

SUESCA A. 2012. Producción de enzimas celulolíticas a partir de cultivos de Trichoderma sp. con biomasa lignocelulósica. Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de: Magister en Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Química y Ambiental. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá D.C, Colombia.

SZIJARTO N, SZENGYEL Z, LIDÉN G, RÉCZEY K. 2004. Dynamics of cellulase production by glucose grown cultures of Trichoderma reesei Rut-C30 as a response to addition of cellulose. Applied Biochemistry and Biotechnology. Vol. 113: 115-124.

VILLENA G, GUTIÉRREZ-CORREA M. 2003. Biopeliculas de Aspergillus niger para la producción de celulasas: algunos aspectos estructurales y fisiológicos. Rev. Perú. Biol. Vol. 10(1): 78-87. Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional Mayor San Marcos. Versión Online ISSN 1727-9933. Disponible en: http://sisbib.unmsm.edu.pe/bvrevistas/biologia/v10_n1/bio_asper.htm Consultado 2014-06-12

ZHANG P, HIMMEL M, MIELENZ J. 2006. Outlook for cellulase improvement: Screening and selection strategies. Biotechnology advances. Vol. 24: 452–481.

Descargas

Publicado

2016-09-09

Cómo citar

Llenque, L., Muñoz, M., Espejo, E., & Moreno, A. (2016). Producción de celulasas por Aspergillus niger a partir de bagazo de caña de azúcar en biorreactor aireado. Revista CIENCIA Y TECNOLOGÍA, 11(4), 39-49. Recuperado a partir de https://revistas.unitru.edu.pe/index.php/PGM/article/view/1151

Número

Sección

Artículos Originales