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UTILIZACIÓN DE RESIDUOS DE PLÁTANO PARA LA
PRODUCCIÓN DE METABOLITOS SECUNDARIOS POR
FERMENTACIÓN EN ESTADO SÓLIDO CON EL HONGO Lentinus crinitus
TALLER DE TALLER DE BIOTECNOLOGÍABIOTECNOLOGÍA
Plátano (Musa paradisiaca)
Fruta tropical de alto consumo especialmente en países de África, Latinoamérica y el Caribe
La práctica agronómica del corte de la planta para que crezca otra, genera grandes cantidades de residuos de plátano
Existe un fuerte interés por darle un manejo adecuado y eficiente a los residuos agroindustriales y aprovecharlos para el desarrollo de bioprocesos en los que se involucran como sustratos para la producción de metabolitos secundarios importantes para la industria farmacéutica y alimentaria
Los residuos de las cosechas de plátano son: hojas, pseudotallos y restos de fruto
Composición residuos del plátano
HOJAS Y PSEUDOTALLOS
NIVELES DE LIGNINOCELULOSA
RESTOS DE FRUTO
NIVELES DE MICRONUTRIENTES
Composición de hojas y tallos del plátano
Composición de la pulpa y la cáscara del plátano
Estas propiedades hacen de los residuos sustratos eficientes para algunos hongos basidiomicetos, especialmente hongos de la podredumbre blanca
Producción del Hongo Lentinus crinitus sobre los residuos de plátano Musa paradisiaca
SUSTRATO
Enzimas ligninolíticasFermentación
hongos basidiomicetos
Ligninoperoxidasa (LiP)
Manganesoperoxidasa (MnP)
Fermentación en estado sólido (FES)
Es una técnica aplicada para la transformación y bioconversión de residuos agroindustriales
Ofrece notables ventajas biotecnológicas:
- Alta concentración de metabolitos obtenidos
- Estabilidad de los productos
- Adaptabilidad de los microorganismos al sistema
(especialmente los hongos)
Proceso de Fermentación en Estado Sólido
Cultivo del Hongo
Preparación del sustrato
Esterilización sustrato Siembra
Extracción del producto
Fermentación
Caja Petri con Agar malta, 7 días, 23ºC +/- 1ºC
Separar residuosTrozos +/- 2cm²Secado 80ºC x 24 hrs.
Al día 11: 1 ml medio líquido Centrifugar 6.000 rpm x 30`Filtrar por membrana de 0,45 µm
Frascos vidrio:50 gr sustrato +28 ml Buffer pH 5
Inoculación frascos:Fragmentos de Agar malta (10,5 x 0,5 cm²) con micelio de hongo
Incubación cultivos:23ºC x 21 días enSistema de agitación con rotación continua
Análisis actividad de las enzimas y Determinación compuestos aromáticos
Producción de compuestos aromáticos
Compuestos aromáticos
Vainilla
Ácido ferúlico
Eugenol
Metabolitos importantes para la industria alimentaria, farmacéutica y de colorantes
Ácido vainillínico
Degradación Lignina
Metabolización de monómeros fenólicos
Guayacol
Ligninoperoxidasa
Manganesoperoxidasa
Sustrato: alcohol veratrílico
Sustrato: vainillinacetona-butenona
Combinaciones de sustrato
Tallo - Fruto
Hojas - Fruto
Hojas - Tallo
Hojas - Tallo - Fruto
Tallo
Fruto
Hojas
Actividad de las enzimas LiP y MnP
Combinaciones de mayor producción de enzimas
Hojas - Tallo
Hojas - Fruto Hojas - Tallo
Hojas
Enzima LiP Enzima MnP
Actividad enzimática de combinaciones de residuos de plátano Musa paradisiaca
Hojas - Tallo - Fruto
Tallo - Fruto
Hojas - Tallo
Menor Actividad
Mayor Actividad
Mejor combinación para la producción de enzimas LiP
y MnP
Aplicaciones de las enzimas LiP y MnP
Tratamiento de aguas residuales Proceso de blanqueamiento durante la elaboración del
papel Degradación de colorantes, entre otras.
CONCLUSIONES
Lentinus crinitus tiene capacidad para la producción de metabolitos secundarios de interés farmacéutico y alimentario.
Produce enzimas ligninolíticas extracelulares Ligninoperoxidasa –LiP- y Manganesoperoxidasa –MnP- en proceso de fermentación.
La lignina posee una estructura muy compleja, pocos microorganismos, principalmente hongos, poseen las enzimas necesarias para llevar a cabo su degradación.
CONCLUSIONES
Este sustrato para la producción de estas enzimas resulta muy económico, se aprovechan residuos de poco valor comercial y no requiere la adición de medios enriquecidos para favorecer el desarrollo del microorganismo, haciendo muy viable económicamente la purificación de estas enzimas y su comercialización.
Los compuestos aromáticos son extremadamente importantes en las industrias de alimentos, farmacéuticas, de cosméticos y alimentos para animales. La oferta de aromas naturales en el mundo es muy inferior a la demanda, por lo tanto el costo de los aromas naturales es elevado, lo que hace recurrir al uso de los sintéticos.
Anexo
Este económico sistema se puede aplicar gracias a que los metales pesados contienen una carga positiva que les hace ser atraídos por las moléculas negativas del polvo de banana después de pasar una semana al sol para secarse.