Production of lignocellulolytic enzymes from floriculture residues using Pleurotus ostreatus

Producción de enzimas lignocelulolíticas a partir de residuos de floricultura empleando Pleurotus ostreatus

En Colombia la floricultura es un sector agroindustrial importante, con impactos positivos en el empleo y la balanza comercial. Sin embargo, tiene impacto negativo en el medio ambiente porque genera alto volumen de residuos. Estos residuos, ricos en lignina, hemicelulosa y celulosa, podrían ser una materia prima de bajo costo para la producción de enzimas. En este trabajo se estudió en la producción de enzimas lignocelulíticas por la degradación con Pleurotus ostreatus de residuos de Chrysanthemum y Rosa, usando como inductores sulfato de manganeso y de cobre. A partir de ambos residuos se obtuvieron lacasa, manganeso peroxidasa, endoglucanasa, exoglucanasa y β-glucosidasa. Los inductores favorecieron todas las actividades enzimáticas, excepto para β-glucosidasa. Las enzimas que tuvieron mayores actividades fueron la casa (4,693.4 U/L y 2,640 U/L a partir del residuo de Chrysanthemum y Rosa, respectivamente) y β-glucosidasa (9,513 U/L y 6,811.9 U/L). La enzima que tuvo menor actividad fue endoglucanasa (11.5 U/L y 15.4 U/L). Bajo las condiciones evaluadas, el mejor residuo para producción de enzimas fue Chrysanthemum, porque los extractos tuvieron mayor actividad enzimática que los producidos a partir de Rosa.

INTRODUCCIÓN

Las actividades forestales y agrícolas, como la producción de papel, madera y muchas otras agroindustrias, generan grandes cantidades de residuos. Estos residuos se consideran un problema de contaminación ambiental. Un alto porcentaje de estos residuos son quemados indiscriminadamente, generando gases de efecto invernadero, y su descomposición al aire libre genera lixiviación en los cuerpos de agua y promueve la proliferación de plagas (Asocolflores 2002).

La lignocelulosa es el principal componente estructural de las plantas leñosas y no leñosas y representa una importante fuente de materia orgánica renovable. La lignocelulosa contiene lignina, hemicelulosa y celulosa, compuestos con propiedades químicas que aumentan el potencial biotecnológico del sustrato lignocelulósico (Malherbe & Cloete 2002). Para explotar el potencial de la lignocelulosa como materia prima para producir productos de alto valor añadido, siempre es necesario un proceso de pretratamiento físico, químico o biológico para modificar su estructura tridimensional. Se han estudiado algunos pretratamientos biológicos, entre ellos; la degradación utilizando enzimas producidas por hongos (Stajić et al. 2006, Membrillo et al. 2008, Bettin et al. 2011, Větrovský et al. 2013), incluyendo la degradación lignocelulósica utilizando P. ostreatus (Isikhuemhen & Mikiashvilli 2009, Quevedo-Hidalgo 2012, Thakur et al. 2013).