Exploración de las condiciones de cultivo del hongo Ganoderma curtisii para la producción de enzimas con actividad lignocelulósica
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Resumen
Ciertos hongos de pudrición blanca, como Ganoderma sp., son capaces de secretar ligninasas,
tales como las manganeso peroxidasas y las lacasas. Estas enzimas tienen un alto valor
económico debido a su potencial para la degradación de residuos agroindustriales, tales
como los residuos de la actividad piñera, los cuales tienen graves impactos negativos a nivel
medioambiental en Costa Rica, y se ha resaltado la necesidad de integrar esos desechos a
algún proceso para convertirlos en productos con mayor valor agregado. El objetivo de esta
investigación consistió en determinar las condiciones óptimas de una fermentación en estado
líquido para la producción de enzimas del hongo Ganoderma curtsii. con el potencial para la
degradación lignocelulósica. Para obtener la mayor actividad enzimática se requirió el uso de
un medio bajo en nutrientes, con un pH ácido, en ausencia de fibras de piña, y al menos 12
días de incubación. Los resultados mostraron que es posible el aprovechamiento de residuos
agrícolas, específicamente enfocado en la integración de rastrojos de la actividad piñera en
Costa Rica, a un proceso de economía circular.
Detalles del artículo
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
Los autores conservan los derechos de autor y ceden a la revista el derecho de la primera publicación y pueda editarlo, reproducirlo, distribuirlo, exhibirlo y comunicarlo en el país y en el extranjero mediante medios impresos y electrónicos. Asimismo, asumen el compromiso sobre cualquier litigio o reclamación relacionada con derechos de propiedad intelectual, exonerando de responsabilidad a la Editorial Tecnológica de Costa Rica. Además, se establece que los autores pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
Citas
A. Obando Campos, “Acciones y omisiones del Estado costarricense en la expansión piñera: El caso de la
Zona Norte-Norte de Costa Rica,” Anuario Centro de Investigación y Estudios Políticos, no. 11, pp. 22–55, Nov.
, doi: 10.15517/aciep.v0i11.42226.
Ingrid Badilla Fallas, Eugenia Mora Monge, Ghiselle Rodríguez Muñoz, and Miriam Valverde Díaz, “Informe
de gestión del Sector Agropecuario, Pesquero y Rural (Mayo 2019 - Abril 2020),” San José, Costa Rica, 2020.
Accessed: Aug. 07, 2024. [Online]. Available: http://www.mag.go.cr/bibliotecavirtual/D10-11111.pdf
Katzy O`neal Coto, “UCR investiga y aporta soluciones a polémico cultivo en Costa Rica,” Universidad de
Costa Rica, 2018. Accessed: Aug. 07, 2024. [Online]. Available: https://www.ucr.ac.cr/noticias/2018/06/21/
ucr-investiga-y-aporta-soluciones-a-polemico-cultivo-en-costa-rica.html
R. Gómez-García, M. A. Medina-Morales, R. Rodrìguez, B. Farruggia, G. Picó, and C. N. Aguilar, “Production
of a xylanase by Trichoderma harzianum (Hypocrea lixii) in solid-state fermentation and its recovery by an
aqueous two-phase system,” Canadian Journal of Biotechnology, vol. 2, no. 2, pp. 108–115, Sep. 2018, doi:
24870/cjb.2018-000122.
Rodolfo A. Hernández-Chaverri and Lilia Arely Prado Barragán, “Impacto y oportunidades de biorrefinería
de los desechos agrícolas del cultivo de piña (Ananas comosus) en Costa Rica,” Cuadros de Investigación
UNED, vol. 10, no. 2, pp. 455–468, 2018, doi: 10.22458/urj.v10i2.2059.
J. Kumla et al., “Cultivation of mushrooms and their lignocellulolytic enzyme production through the utilization
of agro-industrial waste,” Jun. 01, 2020, MDPI AG. doi: 10.3390/molecules25122811.
G. Šelo, M. Planinić, M. Tišma, S. Tomas, D. Koceva Komlenić, and A. Bucić-Kojić, “A comprehensive review
on valorization of agro-food industrial residues by solid-state fermentation,” May 01, 2021, MDPI AG. doi:
3390/foods10050927.
A. Zerva, N. Tsafantakis, and E. Topakas, “Evaluation of basidiomycetes wild strains grown in agro-industrial
residues for their anti-tyrosinase and antioxidant potential and for the production of biocatalysts,” Fermentation,
vol. 7, no. 1, 2021, doi: 10.3390/fermentation7010019.
C. Rosales-López, A. Vargas-López, M. Monge-Artavia, and M. Rojas-Chaves, “Evaluation of Conditions to
Improve Biomass Production by Submerged Culture of Ganoderma sp.,” Microorganisms, vol. 10, no. 7, Jul.
, doi: 10.3390/microorganisms10071404.
A. V. Solano-Meza, “Efecto de los cultivos fúngicos de Pleurotus ostreatus y Ganoderma lucidum en la obtención de celulosa a partir de hojas de piña,” Tesis de grado, Instituto Tecnológico de Costa Rica, Cartago,
Costa Rica, 2021.
J. K. Glenn and M. H. Gold, “Decolorization of Several Polymeric Dyes by the Lignin-Degrading Basidiomycete
Phanerochaete chrysosporium,” Appl Environ Microbiol, vol. 45, no. 6, pp. 1741–1747, 1983.
S. S. More, P. S. Renuka, K. Pruthvi, M. Swetha, S. Malini, and S. M. Veena, “Isolation, purification, and characterization of fungal laccase from Pleurotus sp.,” Enzyme Res, vol. 2011, no. 1, 2011, doi: 10.4061/2011/248735.
I. Vargas-Venegas, A. Medaglia-Mata, and L. Chavarría-Pizarro, “Desarrollo de un protocolo para producir
quitosano a partir de la exuvia larval de Tenebrio molitor,” Tecnología en Marcha, vol. 37, pp. 3–16, 2024, doi:
18845/tm.v37i2.6724.
J. Jordaan and W. D. Leukes, “Isolation of a thermostable laccase with DMAB and MBTH oxidative coupling
activity from a mesophilic white rot fungus,” Enzyme Microb Technol, vol. 33, no. 2–3, pp. 212–219, Aug. 2003,
doi: 10.1016/S0141-0229(03)00116-9.
L. Q. Guo, S. X. Lin, X. B. Zheng, Z. R. Huang, and J. F. Lin, “Production, purification and characterization
of a thermostable laccase from a tropical white-rot fungus,” World J Microbiol Biotechnol, vol. 27, no. 3, pp.
–735, Mar. 2011, doi: 10.1007/s11274-010-0502-8.
C. Galhaup, S. Goller, C. K. Peterbauer, J. Strauss, and D. Haltrich, “Characterization of the major laccase
isoenzyme from Trametes pubescens and regulation of its synthesis by metal ions,” Microbiology (N Y), vol.
, pp. 2159–2169, 2002, doi: 10.1099/00221287-148-7-2159.
W. T. Huang, R. Tai, R. S. Hseu, and C. T. Huang, “Overexpression and characterization of a thermostable, pHstable and organic solvent-tolerant Ganoderma fornicatum laccase in Pichia pastoris,” Process Biochemistry,
vol. 46, no. 7, pp. 1469–1474, Jul. 2011, doi: 10.1016/j.procbio.2011.03.020.
D. Zhongyang et al., “Production and characterization of thermostable laccase from the mushroom, Ganoderma
lucidum, using submerged fermentation,” Afr J Microbiol Res, vol. 6, no. 6, pp. 1147–1157, Feb. 2012, doi:
5897/ajmr11.1257.
E. M. Ko, Y. E. Leem, and H. T. Choi, “Purification and characterization of laccase isozymes from the whiterot basidiomycete Ganoderma lucidum,” Appl Microbiol Biotechnol, vol. 57, no. 1–2, pp. 98–102, 2001, doi:
1007/s002530100727.
B. Muhammad, A. Muhammad, and R. Muhammad, “Purification and biochemical characterization of extracellular manganese peroxidase from Ganoderma lucidum IBL-05 and its application,” Scientific Research and
Essays, vol. 10, no. 14, pp. 456–464, Jul. 2015, doi: 10.5897/sre2015.6268.
S. Hariharan and P. Nambisan, “Optimization of Lignin Peroxidase, Manganese Peroxidase, and Lac
Production from Ganoderma lucidum Under Solid State Fermentation of Pineapple Leaf,” Bioresources, vol. 8,
no. 1, pp. 250–271, 2013.
H. Suryadi et al., “Biodelignification of lignocellulose using ligninolytic enzymes from white-rot fungi,” Heliyon,
vol. 8, no. 2, Feb. 2022, doi: 10.1016/j.heliyon.2022.e08865.
J. Ćilerdžić, M. Stajić, and J. Vukojević, “Activity of Mn-Oxidizing Peroxidases of Ganoderma lucidum
Depending on Cultivation Conditions,” Bioresources, vol. 11, no. 1, pp. 95–104, 2016, doi: 10.15376/biores.11.1.95-104.
W. D. H. Schneider, R. C. Fontana, S. Mendonça, F. G. de Siqueira, A. J. P. Dillon, and M. Camassola, “High
level production of laccases and peroxidases from the newly isolated white-rot basidiomycete Marasmiellus
palmivorus VE111 in a stirred-tank bioreactor in response to different carbon and nitrogen sources,” Process
Biochemistry, vol. 69, pp. 1–11, Jun. 2018, doi: 10.1016/j.procbio.2018.03.005.
P. Thamvithayakorn, C. Phosri, N. Pisutpaisal, S. Krajangsang, A. J. S. Whalley, and N. Suwannasai, “Utilization
of oil palm decanter cake for valuable laccase and manganese peroxidase enzyme production from a novel
white-rot fungus, Pseudolagarobasidium sp. PP17-33,” 3 Biotech, vol. 9, no. 11, Nov. 2019, doi: 10.1007/
s13205-019-1945-8.
G. Janusz, K. H. Kucharzyk, A. Pawlik, M. Staszczak, and A. J. Paszczynski, “Fungal laccase, manganese
peroxidase and lignin peroxidase: Gene expression and regulation,” Enzyme Microb Technol, vol. 52, no. 1,
pp. 1–12, Jan. 2013, doi: 10.1016/j.enzmictec.2012.10.003.
A. K. Pandey, S. K. Vishwakarma, A. K. Srivastava, V. K. Pandey, S. Agrawal, and M. P. Singh, “Production of
ligninolytic enzymes by white rot fungi on lignocellulosic wastes using novel pretreatments,” Cell Mol Biol, vol.
, no. 5, pp. 41–45, 2014, doi: 10.14715/cmb/2014.60.5.8.
A. Umar and S. Ahmed, “Optimization, purification and characterization of laccase from Ganoderma leucocontextum along with its phylogenetic relationship,” Sci Rep, vol. 12, no. 1, Dec. 2022, doi: 10.1038/s41598-022-
-z.
Bhosle S, Ranadive K, Bapat G, Garad S, Deshpande G, and Vaidya J, “Taxonomy and Diversity of Ganoderma
from the Western parts of Maharashtra (India),” Mycosphere, 2010, doi: 10.1128/jcm.00430-10.
P. Singh, O. Sulaiman, R. Hashim, L. C. Peng, and R. P. Singh, “Evaluating biopulping as an alternative application on oil palm trunk using the white-rot fungus Trametes versicolor,” Int Biodeterior Biodegradation, vol. 82,
pp. 96–103, Aug. 2013, doi: 10.1016/j.ibiod.2012.12.016.
Y. Naidu et al., “Consolidated evaluation of polysaccharide degradation after oil palm wood pretreatment with
indigenous white-rot hymenomycetes,” Wood Sci Technol, vol. 56, no. 2, pp. 409–435, Mar. 2022, doi: 10.1007/
s00226-022-01366-1.