cido giberlicocido giberlico

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General

Frmula semidesarrolladaC19H22O6

Identificadores

Nmero CAS77-06-51

ChEBI28833

PubChem522636

Propiedades fsicas

Masa molar346.38 g/molg/mol

Punto de fusin506K (233C)

Propiedades qumicas

Solubilidaden agua5 g/L (20C)

Valores en elSIy encondiciones estndar(25Cy 1atm), salvo que se indique lo contrario.

Elcido giberlico(ogiberelina A3,AG, yAG3es unafitohormonahallable en plantas. Sufrmula qumicaes C19H22O6. Cuando purificada, es un polvo cristalino blanco a plido amarillo, soluble enetanoly algo soluble enagua.El AG, cido giberlico es una simplegiberelina, promoviendo crecimiento y elongacin celular. Afecta la descomposicin vegetal y ayuda a su crecimiento si est en bajas proporciones, aunque eventualmente la planta desarrolle tolerancia al compuesto. Este cido estimula a las clulas de las semillas germinantes a producir molculas deARN mensajero(ARNm) que codifican lasenzimas hidrolticas. El cido giberlico es una muy potente hormona cuya presencia natural en plantas controla su desarrollo. Sabindose de su poder regulatorio, las aplicaciones de muy bajas concentraciones pueden resultar en profundos efectos,mientras que muy altas pueden dar el efecto opuesto. Se lo usa generalmente en concentraciones de 0,01 a 10 mg/L.El AG fue primero identificado en Japn en1935, como un subproducto metablico del fitopatgenoGibberella fujikuroi, que enferma alarroz; la variedadfujikuroide plantas infectadas desarrollabakanae, causndole un exagerado crecimiento, por lo que la planta se muere por no autosoportarse su propio peso.Las giberelinas tienen un nmero de efectos sobre el desarrollo vegetal:1. estimulan rpido crecimiento de tallos2. inducendivisiones mitticasen lashojasde algunasespecies3. incrementan la tasa de germinacin desemillasEl AG se usa a veces en laboratorio y eninvernculopara acelerar lagerminacinde semillas que de otro modo permaneceran endormancia. Es muy usado en la industria de lasvidescomo la hormona inductora de la produccin de ms largos sarmientos, especialmenteSultanina(variedad sin semilla), y enOkanaganse lo usa en la industria de los cherries como regulador de crecimiento.

Produccin de cido giberlico a partir deGibberella fujikuroiutilizando lodo residual municipal como sustratoProduction of gibberellic acid fromGibberella fujikuroiusing municipal sewage sludge as a substrate.Produo de cido giberlico desdeGibberella fujikuroiusando lodo residual municipal como substratoIrene Cuali-lvarez, Sergio H. Pavn-Romero, Arturo Coln-Cruz*

Universidad Autnoma del Estado de Mxico, Facultad de Qumica, Laboratorio de Qumica Ambiental.Paseo Coln y Tollocan S/N Col. Residencial Coln, C.P. 50180. Toluca, Edo. de Mxico.*acolinc@uaemex.mxRecibido: 23-11-2010; Aceptado: 04-03-2011

ResumenObjetivo. Utilizar lodos residuales municipales (LRM) provenientes de una planta de tratamiento de aguas residuales ubicada en Toluca, Estado de Mxico, para cultivar al hongoGibberella fujikuroien fermentacin sumergida y producir cido giberlico (AG3).Materiales y mtodos. Se utilizGibberella fujikuroi(CDBB:268). Para la obtencin de AG3se verific la produccin empleando como sustrato al medio de cultivo estndar (MCE). La determinacin de (AG ) fue por cromatografa lquida de alta resolucin (HPLC) con un equipo Varian, 9050,9012. Se obtuvieron 6 muestras de lodos de una planta tratadora de aguas residuales en Toluca, Estado de Mxico y fueron caracterizados. Finalmente ambos sustratos (LRM y MCE) se usaron en fermentacin sumergida y por extraccin se obtuvo el AG3cuantificado por HPLC.Resultados. La caracterizacin del LRM demostr que el contenido de materia orgnica (MO) es de 5.20 % (m/v) y nitrgeno total (NT) de 0.25 % (m/v), dicha composicin est dentro del rango como sustrato para la produccin del AG3porGibberella fujikuroi. El hongo se cultiv durante 3, 8, 13 y 30 das utilizando lodo residual estril con una humedad del 95.6 %(m/v) y en medio de cultivo estndar (MCE), las muestras se procesaron y analizaron por cromatografa lquida de alta resolucin (HPLC), donde la produccin de AG3en el LRM fue de 460.06 mg/L para 30 das en fermentacin sumergida a un pH de 4.0 y 1014.46 mg/L para el control.Conclusiones. El contenido nutritivo del LRM es adecuado para el crecimiento del hongoGibberella fujikuroiy la produccin de AG3empleando como sustrato LRM.Palabras clave:cido giberlico,Gibberella fujikuroi, lodo residual.

AbstractObjective.To use municipal sewage sludge (LRM) from a wastewater treatment plant located in Toluca, State of Mexico, to grow the fungusGibberella fujikuroiin submerged fermentation and to produce gibberellic acid (AG3).Materials and methods.We usedGibberella fujikuroi(CDBB: 268). To obtain AG3, production was verified using as a substrate the standard culture medium (MCE). Gibberellic acid determination was done with high performance liquid chromatography (HPLC) with a Varian 9050.9012 equipment. We obtained 6 samples of sludge from a wastewater treatment plant in Toluca, State of Mexico, that were then characterized. Finally, both substrates (LRM and MCE) were used in submerged fermentation, and GA3 was obtained by extraction and quantified using HPLC.Results.The LRM characterization showed that the organic matter content (MO) is of 5.20% (w/v) and the total nitrogen content (NT) is of 0.25% (w/v). Such composition is within the range as a substrate for the production of AG3byGibberella fujikuroi. The fungus was cultivated for 3, 8, 13 and 30 days in sterile sewage sludge with a moisture content of 95.6% (w/v) and in standard culture medium (MCE). Samples were processed and analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC). Production of AG3in the LRM was of 460.06 mg/L after 30 days in submerged fermentation at pH 4.0, and of 1,014.46 mg/L in the control.Conclusion. The nutrient content of LRM is suitable for the growth of the fungusGibberella fujikuroiand for the production of GA3when used as a substrate.Key words: gibberellic acid,Gibberella fujikuroi, sewage sludge.

ResumoObjetivo.Usar lodos residuais municipais (LRM) procedentes de uma estao de tratamento de guas residuais de Toluca, Estado de Mxico, para cultivar o fungoGibberella fujikuroiem fermentao submersa e produzir cido giberlico (AG3).Materiais e mtodos. Foi utilizadoGibberella fujikuroi(CDBB: 268). Para obter AG3foi verificada a produo empregando como substrato o meio de cultura padro (MCE). A determinao de cido giberlico foi por cromatografia lquida de alta eficincia (HPLC) com um equipo Varian, 9050,9012. Foram obtidas seis amostras de lodos de uma estao de tratamento de guas residuais em Toluca, Estado de Mxico e foram caracterizadas. Finalmente, ambos os substratos (LRM e MCE) foram utilizados em fermentao submersa e por extrao foi obtido o AG3quantificado por HPLC.Resultados.A caracterizao do LRM demonstrou que o teor de matria orgnica (MO) 5,20% (m/v) e o nitrognio total (NT) 0,25% (m/v), esta composio est dentro do intervalo como substrato para a produo de AG3porGibberella fujikuroi. O fungo foi cultivado por 3, 8, 13 e 30 dias usando lodo residual estril com um teor de umidade de 95,6% (m/v) e em meio de cultura padro (MEC), as amostras foram processadas e analisadas por cromatografia lquida de alta resoluo (HPLC), onde a produo de AG3no LRM foi 460,06 mg/L para 30 dias em fermentao submersa em pH 4,0 e 1.014,46 mg/L para o controle.Concluses.O teor nutritivo do LRM adequado para o crescimento do fungoGibberella fujikuroie a produo de AG3, empregando como substrato o LRM.Palavras-chave:cido giberlico,Gibberella fujikuroi, lodo residual.

IntroduccinDe las 136 giberelinas que han sido identificadas en plantas, hongos y bacterias, es el cido giberlico (AG ) la giberelina ms importante (1, 2). Entre las aplicaciones de esta fitohormona se encuentra la contribucin sobre los procesos de malteado de la cebada, su actividad como promotor del desarrollo de los racimos de uva, su labor en los procesos de fecundacin de ciertos frutos, el aumento que genera en las distancias internodales de algunas plantas, su actividad como desencadenante de la floracin en otras, su oposicin al efecto inhibidor de la oscuridad en el desarrollo de algunos tejidos vegetales, la reduccin en los periodos de latencia de semillas (3).El cido giberlico se produce por microorganismos, siendo el hongo ascomicetoGibberella fujikuroiel ms empleado para su produccin. Este hongo es una especie pleomrfica, ya que puede tener una o ms formas en sus estados sexuales (perfecto) como en los asexuales (imperfectos). Al estado imperfecto del hongo se le llamaFusarium moniliformey al estado perfectoGibberella fujikuroi(4).Los metabolitos producidos porGibberella fujikuroison numerosos, siendo el bikaverin y las giberelinas los ms conocidos. Para la produccin de las giberelinas, especialmente GA3, se han empleado diversos procesos. Pierottyet al. (3), mencionan que se han usado distintas tcnicas de fermentacin a nivel laboratorio, tales como los trabajos de fermentaciones sumergidas realizados por Borrowet al. (1964), investigaciones en clulas inmovilizadas por Jones y Pharis, (1987), ensayos con sistema de inmovilizacin basados en fibras polimricas y diversos sistemas de fermentacin en fase slida realizados por Luet al. (1995) y Gelmiet al. (2000 y 2002).Uno de los campos de la Biotecnologa que ha logrado una mayor evolucin en el ltimo siglo, es la produccin de metabolitos secundarios, hoy en da se produce una gran cantidad de estas sustancias, las cuales son de alto valor agregado, y cuya mayora provienen de hongos (3).Para producir AG3se han empleado distintos sustratos en el crecimiento del microorganismo y produccin de la fitohormona. Gelmiet al. (5), emple Amberlita IRA-900, una resina sinttica a diferentes condiciones de temperatura y actividad del agua, utilizando urea como nica fuente de nitrgeno. La cscara de caf y bagazo de cassava fueron empleados por M. Machadoet al. (1) en la fermentacin a diferentes tiempos, estos residuos agroindustriales proporcionaron las diferentes fuentes de carbono. Durnet al. (6) y Nhujaket al. (7) emplearon medios de cultivo sintticos. Indicando que las concentraciones bajas de nitrgeno favorecen la produccin del cido. Tambin se han empleado biocatalizadores soportados en matrices porosas para la produccin de AG3, en un medio nutritivo preparado a partir de sus componentes para el crecimiento del micelio y produccin del cido giberlico (3). Como se hace referencia, algunos autores utilizan residuos slidos como sustrato para el crecimiento deGibberella fujikuroiy producir AG3, en este caso se utiliz un lodo residual proveniente de un sistema de tratamiento de aguas residuales, esto es importante, porque a partir de un residuo se obtiene un recurso (8).Los lodos se clasifican en base a las aguas residuales que los originan, por lo tanto, se obtienen lodos residuales industriales, municipales y mixtos. En Mxico no existe una cifra oficial reportada sobre la produccin de lodos generados. Colnet al. (9) reportaron una produccin de 12 millones de toneladas/ao y son muy pocas las plantas que realizan algn proceso de tratamiento y disposicin final, ya que generalmente, carecen de las instalaciones para llevar a cabo el manejo adecuado de los lodos generados (10). Para dar solucin al problema, se han realizado estudios que proponen alternativas de uso; Rulkens (11) propone que los lodos residuales municipales pueden ser aprovechados para producir energa, Teuberet al. (12) menciona que el aprovechamiento de diferentes residuos orgnicos (desechos urbanos, lodos acucolas, entre otros) ha aumentado exponencialmente, debido a su valor agronmico y a su capacidad para aumentar la calidad y cantidad de materia orgnica, por su valor como enmienda y su posibilidad de incrementar el contenido de nutrientes en el suelo (principalmente fsforo, calcio y magnesio). Dirkzwageret al. (13) analizaron lodos residuales municipales en Espaa y encontraron una concentracin de materia orgnica de 53.8 %, nitrgeno 3.18 %, potasio 0.14 % y fsforo 3.96 %. Coln-Cruz (14), analiz lodos residuales municipales en Mxico, obteniendo en relacin a materia orgnica 62.5 %, de nitrgeno 2.1 %, de potasio 1.2 % y de fsforo 0.1 %, ambos autores concluyeron que estos lodos son tiles como mejoradores del suelo y como fuente de nutrientes para vegetales.La concentracin de nutrientes que presentan los lodos residuales puede ser aprovechada como medio de cultivo para ciertos microorganismos, como por ejemplo para la produccin deBacillus thuringiensisvariedadkurstaki(19), ya que el contenido de materia orgnica y nitrgeno pueden ser utilizados como sustrato, otro ejemplo es el trabajo realizado por Ayesteran (8), en el cual, utiliz lodos residuales industriales para el crecimiento del hongoGibberella fujikuroiy la produccin de cido giberlico, obteniendo 38 mg/L del cido en 4 das de cultivo, demostrando que estos residuos pueden emplearse como sustrato para dicho microorganismo. Por lo anterior, el propsito de este trabajo fue utilizar lodos residuales municipales para la produccin de cido giberlico empleando al hongoGibberella fujikuroimediante el proceso de fermentacin sumergida.Materiales y mtodosCepaEl microorganismo empleado para la produccin de AG3fue la cepa deGibberella fujikuroi(CDBB:268), conservada a 4C y resembrada cada 20 das en tubos inclinados con Agar Papa Dextrosa (PDA) a 28C. Se identificaron las caractersticas macroscpicas del hongo observando las colonias presentes en los tubos de cultivo y las caractersticas microscpicas se determinaron por medio de microcultivos.Produccin de cido giberlico en fermentacin sumergidaSe verific que la cepa identificada comoGibberellafujikuroi produce AG3empleando como sustrato el MCE, el cual, se prepar en un matraz Erlenmeyer de 250 mL conteniendo 100 mL compuesto por: Glucosa (80 g/L), MgSO4.7H2O (0.45 g/L), KH2PO4(5 g/L), NH4NO3(1.85 g/L), FeSO4.7H2O (0.2 g/L), ZnSO4.7H2O (0.2 g/L), CaCl2.2H2O (0.1 g/L), CuSO4 (0.02 g/L), CoCl2(0.02 g/L), Na2B4O7.10H2O (0.02 g/L), Na2MoO4.2H2O (0.02 g/L), MnSO4.H2O (0.02 g/L), etilendiaminotetraactico (0.6 g/L), se esteriliz durante 15 minutos a 15 lb y posteriormente se inocul con el contenido de un tubo de cultivo en bao mara durante 7 das a 28C con agitacin constante de 100 rpm (Ayesteran, 2006).Obtencin del cido giberlicoDespus de la incubacin, se filtr una alcuota de 50 mL a travs de una membrana con poro de 0.45 m de dimetro; la porcin lquida fue procesada para extraer el cido giberlico. El filtrado fue ajustado a pH 2 con HCl 1M, colocado en un embudo de separacin y se agregaron 20 mL de acetato de etilo concentrado y posteriormente agitarlo vigorosamente durante 5 minutos, dejndolo reposar y lograr la separacin de las fases. La fase orgnica se hizo pasar a travs de sulfato de sodio anhidro para almacenarla posteriormente en un matraz de bola; la fase acuosa restante fue colocada en el embudo de separacin para nuevamente adicionarle 20 mL de acetato de etilo concentrado; este proceso se realiz 5 veces. La fase orgnica contenida en el matraz de bola fue llevada al rotavapor, para evaporar el disolvente a 35C y obtener el slido deseado.CaracterizacinAl producto obtenido de la fermentacin durante 7 das se le realiz un anlisis por cromatografa en placa, la cual fue comparada con el producto comercial y analizada en el espectrofotmetro de UV visible (SHIMADZU, UV-160A) para determinar su longitud de onda y complementar la caracterizacin con un anlisis en el espectrofotmetro de Infrarrojo (Nicolet, AVATAR 360 FT-IR).Anlisis del cido giberlico estndar y comercialAl cido giberlico estndar (Riedel-de Haen, Lot 3251X) se le realiz el anlisis en el espectrofotmetro de Infrarrojo, utilizando 1 mg del estndar y 50 mg de KBr. la pastilla fue preparada para ser analizada en el IR. Tambin fue realizada la curva de calibracin del AG estndar y leda en el espectrofotmetro de UV visible para determinar la longitud de onda mxima empleando celdas de cuarzo de 1 cm de dimetro e indicando en el equipo la lectura de 200 a 900 nm. Las diluciones realizadas fueron en ppm (500, 300, 200, 100, 50 y 10) y usando como disolvente acetato de etilo.El cido giberlico comercial (Biogib) empleado present una pureza del 10 %, por lo que para su purificacin se pesaron y disolvieron 1.0274 g de Biogib en 100 mL de agua desionizada. Ajustndolos a un pH 2 con una solucin 1M de HCl. Una alcuota de 50 mL de la solucin fue colocada en un embudo de separacin para adicionarle 50 mL de acetato de etilo y agitar inmediatamente con la finalidad de separar las fases, la fase orgnica contiene al cido giberlico. La fase orgnica se hizo pasar a travs de los cristales de sulfato de sodio anhidro, y posteriormente fue evaporado el acetato de etilo en un rotavapor (Brinkmann, Bchi 461). Posteriormente se determin el punto de fusin (Fisher-Johns) y se realiz una cromatografa en placa fina empleando como sistema eluyente acetato de etilo-acetona-diclorometano (9:1:1) y finalmente la placa fue observada con la lmpara de luz UV. Se realiz el anlisis en el espectrofotmetro de Infrarrojo, pesndose 0.0010 g del AG comercial y 0.0529 g de KBr, y determin la longitud de onda mxima empleando el espectrofotmetro de UV visible (8)Obtencin del lodo residual y tratamientoEl lodo residual municipal (LRM) se obtuvo de una Planta Tratadora de Aguas Residuales en Toluca, Estado de Mxico, donde se tom una muestra de 6 L de lodo antes de la adicin del polmero y de la entrada al filtro prensa. Se esteriliz en una autoclave a presin (UL, modelo No. 1925K) a 15 lb durante 25 minutos y posteriormente se realiz la prueba de esterilidad, para la cual, se prepararon cajas petri con agar nutritivo y se sembr la muestra de lodo por estras y se incubaron las cajas inoculadas durante 24 horas a 37C.Caracterizacin del lodo residualSe determin el pH con un potencimetro (CONDUCTRONIC pH 120) (15), el porcentaje de materia orgnica empleando el mtodo de Walkey y Black (15) el contenido de nitrgeno total por el mtodo de Kjeldahl y el contenido de humedad relativa (15). La concentracin de metales pesados (Cr, Zn, Ni, Pb, Cu, Cd) se determin empleando la tcnica de absorcin atmica utilizando el equipo de absorcin atmica (Perkin Elmer, Analist 200, estos metales se midieron a una = 357.87, 213.86, 232, 283.3, 324.75, 228.80 respectivamente).Cultivo del hongo y produccin de AG3empleando LRM y MCEAmbos sustratos se usaron al 100 %, variando el tiempo de incubacin, se emplearon matraces con 100 mL del sustrato tanto del lodo residual como del medio de cultivo estndar, se esterilizaron y posteriormente se inocul cada matraz con el contenido de un tubo de cultivo (colonias deGibberella fujikuroi) y se incubaron durante 3, 8, 13 y 30 das a 28C en fermentacin sumergida y agitacin constante. Despus del tiempo de incubacin correspondiente se realiz la extraccin del producto formado en cada muestra realizando cinco lavados con acetato de etilo, se evapor el disolvente en el rotavapor y finalmente el slido fue disuelto en metanol y llevado a un volumen final de 10 mL.Determinacin cuantitativa del AG3producido en LRM y MCEPara la determinacin cuantitativa de cido giberlico producido se emple cromatografa lquida de alta resolucin HPLC (Varian, 9050,9012), para la separacin del producto se us una columna RP8 5m 39x159 mm Column W2197 H 005, empleando como fase mvil 35 % metanol, 65 % agua pH 4 (cido fosfrico 1 %), con un flujo de 1mL/min, ciclo de 10 L, volumen de inyeccin 50 L, detector UV a 256 nm, intervalo de concentraciones 100 mg/L 1000 mg/L. La cuantificacin del cido se realiz mediante comparacin con una curva de calibracin obtenida para un patrn de cido giberlico de Riedel-de Haen, Lot 3251X.Para la curva de calibracin se prepararon soluciones de 500, 300, 200, 100, 50 y 10 ppm diluidas en metanol.Resultados y discusinCaractersticas de la cepa deGibberella fujikuroiLa cepa deGibberella fujikuroiutilizada se muestra en laFigura 1A, la cual, creci formando colonias sobre el medio de cultivo PDA. Las colonias en la etapa inmadura presentaron un micelio de color blanco y aspecto algodonoso, y con la madurez del cultivo, las colonias presentaron un color anaranjado o violeta en la base del crecimiento.

En laFigura 1B, se observan las caractersticas microscpicas del hongo al aplicar azul-algodn-lactofenol, tambin se observan estructuras miceliares alargadas con ramificaciones septadas. No se observaron esporas, lo que coincide con la informacin bibliogrfica (8), que menciona al hongo como un tipo de cepa no formadora de esporas.Caracterizacin del producto obtenido del MCELaFigura 1C, muestra una cromatografa en placa del producto obtenido en MCE durante siete das de fermentacin sumergida (a), en donde la altura alcanzada por el disolvente fue de 6.5 cm, obteniendo una RF= 0.55. La RFdel producto comercial (b) dio el mismo valor, ya que la distancia recorrida por el producto fue igual a la alcanzada por la muestra obtenida en MCE. Ambas cromatografas presentaron una RFsimilar a la obtenida para el estndar (0.52).Caracterizacin del AG3estndar y comercialLaFigura 1D muestra la cromatografa en placa realizada al estndar de cido giberlico, donde la altura obtenida por la muestra fue de 3.5 cm y la del sistema eluyente igual a 6.7 cm, resultando una RF= 0.52, dato aplicado como punto de referencia para la identificacin del AG3presente en el producto obtenido en el MCE con 7 das de incubacin.Espectro IR del AG3extrado de MCE y LRMLafiguras 2A y2B, muestra el espectro en el IR del AG3extrado del MCE y LRM respectivamente, observando que tienen semejanza con el espectro del AG3estndar (Figura 3A) comercial (Figura 3B), pues en ellos se observa la existencia de la banda que corresponde al grupo O-H de los cidos carboxlicos (3500-2500 cm-1), y frecuentemente centrada alrededor de 3000 cm-1, as como la existencia del enlace C=O (1720-1700 cm-1) para el cido. En relacin al grupo ster, la banda muestra seales entre 1750-1700 cm-1que corresponde al enlace C=O de dicho grupo, adems se identifican seales correspondientes al enlace C-H de los alcanos (2800 y 3000 cm-1) y una seal en 2400 cm-1que indica la presencia de CO2. La cantidad de sustancia qumica en la muestra contribuye a los anchos de los picos, y hace que el enlace de hidrgeno se presente como bandas anchas, las cuales estn asociadas con el grupo O-H lo cual se observa en laFigura 2A. Cuando la muestra es muy diluida el enlace O-H presenta bandas ntidas y ms dbiles tal como se muestra en laFigura 2B Smith (16); estos resultados cualitativos indican que la cepa deGibberella fujikuroies productora de cido giberlico en el medio de cultivo estndar y en el lodo residual municipal.

En lafigura 3A y3B se muestran los espectros del cido giberlico estndar y comercial obtenidos en el espectrofotmetro de Infrarrojo. En ambos espectros se pueden observar las bandas que corresponden al grupo O-H de los cidos carboxlicos (3500-2500 cm-1), as como la existencia del enlace C=O (1720-1700 cm-1) para el cido. En relacin al grupo ster, la banda muestra seales entre 1750-1700 cm-1que corresponde al enlace C=O de dicho grupo, en ambos espectros se identifican seales correspondientes al enlace C-H de alcanos (entre 2800 y 3000 cm-1). El espectro del AG comercial presenta ms intensa la banda correspondiente al grupo CO2(2400 cm-1) Smith (16).Lafigura 4A y4B exponen la longitud de onda determinada en el UV visible para el estndar y producto comercial de cido giberlico respectivamente. La longitud de onda fue de 256 nm, ambos presentan una intensidad de radiacin similar, siendo de 0.25 para el estndar y 0.2 para el cido giberlico comercial. Los resultados confirmaron que el producto comercial poda ser usado como control positivo.

Tratamiento y caracterizacin del lodo residualEn relacin al tratamiento realizado al lodo residual municipal la prueba de esterilidad present nulo crecimiento de microorganismos en el agar nutritivo, confirmando que es seguro el proceso de esterilizacin realizado a 15 lb durante 25 minutos.En la caracterizacin del lodo residual, ste se ajust a pH cido, condicin ptima para el crecimiento del hongo. Las caractersticas fisicoqumicas determinadas al lodo residual con ajuste cido y alcalino se muestran en eltabla 1.

En el LRM alcalino y en el LRM cido, con relacin al porcentaje de materia orgnica fue similar y de acuerdo al Instituto Nacional de Investigaciones Pecuarias (INIA), (Moreno-Dahme, 1970) citado en Valds y Medina (15) el sustrato se clasifica como extremadamente rico en materia orgnica (5.20 % m/v). As mismo, el nitrgeno en las muestras de lodo present concentraciones similares, siendo de 0.24 % (m/v) y 0.25 % (m/v) respectivamente. Estos resultados coinciden con Muhammadet al. (2008), los cuales mencionan que los lodos residuales contienen nutrientes para las plantas y MO que puede ser usada como suplemento, adems se ha mostrado que la aplicacin de lodos residuales mejora las propiedades fsicas, qumicas y biolgicas del suelo.En latabla 2, se presenta la determinacin de algunos metales pesados y la comparacin con los lmites mximos permisibles de estos contaminantes de acuerdo a la NOM-004-SEMARNAT-2002. Se observa que los valores obtenidos para el cromo (588.40 mg/Kg), zinc (496.58 mg/Kg) y cobre (405.27 mg/Kg) no rebasan los lmites mximos permisibles citados en la norma oficial mexicana, la concentracin de plomo (402.88 mg/Kg) rebasa el lmite de 300 mg/Kg, an as, est dentro del rango considerado como bueno para usarse (840 mg/Kg). En este trabajo, se encontr que nquel y cadmio tuvieron concentraciones de 687.71 mg/Kg y 159 mg/Kg respectivamente, y rebasaron los lmites permisibles; sin embargo, los valores altos de estos metales no afectaron el crecimiento del hongo y por lo tanto, la produccin de cido giberlico.

Determinacin cuantitativa de AG3producido en LRM y MCESe obtuvo un cromatograma correspondiente al cido giberlico estndar, como se aprecia en lafigura 5, el cual presenta cuatro picos durante los primeros dos minutos. El ms evidente se observa a 1.091 minutos, con una concentracin de 300 mg/L, considerado entonces como el tiempo de retencin (tr) para el estndar a 256 nm. Los picos detectados despus del tiempo de retencin son debido a ciertas impurezas (del mismo producto, el cual, tiene una pureza del 99 %) presentes en la solucin. Estos datos se tomaron como referencia para revelar la presencia de este compuesto en las otras muestras.

Las muestras provenientes del LRM y MCE fueron analizadas y contrastadas con el tiempo de retencin del estndar (1.091 minutos). En el cromatograma correspondiente al producto obtenido del LRM (Figura 6), se observa un pico a 1.083 minutos y en el cromatograma para el producto obtenido del MCE (Figura 7) el pico se muestra a 1.075 minutos, estas seales corresponden a 8 das de fermentacin con tiempos cercanos al tiempo de retencin determinado para el estndar; por lo tanto, la cepa empleada en este trabajo produjo AG en ambos sustratos. Los picos que ambos cromatogramas presentan antes y despus del tiempo de retencin pueden corresponder a diferentes compuestos presentes en el lodo u otros metabolitos producidos por el hongo.

Para la produccin de AG3en LRM y MCE en funcin del tiempo de incubacin en fermentacin sumergida, lastablas 3y4exhiben los resultados obtenidos en cada uno de los sustratos.Comparando ambas tablas puede observarse que la concentracin fue mayor en el LRM a los 3 das y 8 das, con una concentracin de 57.61 mg/L y 258.59 mg/L respectivamente, y a los 13 das y 30 das aumenta lentamente en comparacin con los rendimientos obtenidos en el MCE. Obtenindose una concentracin mxima de AG3igual a 460.06 mg/L a los 30 das de fermentacin sumergida. Ayesteran (2006) report una mxima concentracin de cido giberlico igual a 38 mg/L en 4 das de cultivo en lodo residual, rendimiento menor al obtenido en este trabajo a los 3 das de incubacin en el lodo residual municipal.La concentracin de AG obtenida en el LRM se debe al contenido de MO (Tabla 1) metabolizada por el hongo ya que con base en Valds y Medina (2005), es un sustrato extremadamente rico en este nutriente, as mismo, el pH y la cantidad de nitrgeno presente en el lodo favoreci estos resultados; Ayesteran (2006) sugiere que para un mejor rendimiento en la produccin de cido giberlico empleando lodo residual, el pH del lodo debe ser cido, igual que el medio de cultivo estndar (pH 4.0), condicin que se realiz desde el inicio de este trabajo. En relacin al nitrgeno, Ayesteran (2006) reporta 240 mg/L de lodo, mientras que el LRM empleado en el presente trabajo present un valor de 2500 mg/L, concentracin diez veces mayor. Por lo tanto, a mayor concentracin de nitrgeno, mayor crecimiento del hongo y cuando la fuente de nitrgeno se agota, el crecimiento exponencial del hongo decae y la produccin de metabolitos secundarios se incrementa. Sin embargo, Gelmiet al. (2000) mencionan que con altas concentraciones, la fase de crecimiento se prolonga y la produccin de la hormona se puede retardar, ste comportamiento es observado en los rendimientos de AG obtenidos (Tabla 3) con los reportados para el MCE (Tabla 4). La diferencia en cuanto a los rendimientos, teniendo en cuenta que se emple un medio nutritivo totalmente diferente al MCE, esto es debido principalmente a que existe una descomposicin del cido giberlico que promueve la formacin de cido giberelnico, as como productos intermedios como cido iso-giberlico. Descomposicin que se da en medios acuosos, ligeramente cidos; considerando la posibilidad que parte del cido producido en la fermentacin sumergida se degradar en otras sustancias antes de ser analizado (Pierottyet al. 2006).ConclusionesEl lodo residual municipal obtenido de una planta tratadora de aguas residuales puede emplearse para producir cido giberlico al ajustar el valor del pH, ya que la concentracin de materia orgnica y nitrgeno son suficientes para el cultivo del hongoGibberella fujikuroi.La mayor produccin de cido giberlico se genera en el LRM a los treinta das de fermentacin sumergida, obtenindose una concentracin mxima de 460.06 mg/L.Es posible incrementar la produccin de cido giberlico utilizando como sustrato lodo residual municipal a 460.06 mg/L en una fermentacin sumergida de 30 das, en relacin a la concentracin mxima obtenida por Ayesteran (2006) que fue en tres das de 38 mg/L.El criterio empleado en la concentracin del inoculo es confiable, ya que al comparar la concentracin de AG producido en ambos sustratos (LRM = 258.59 mg/L y MCE= 220.82 mg/L) y los tiempos de retencin (LRM = 1.083 minutos y MCE = 1.075 minutos) a los 8 das de fermentacin se obtienen datos similares.FinanciacinCon apoyo financiero de la Universidad Autnoma del Estado de Mxico bajo los proyectos con clave: 2825/2009U y 2971/2010SF.Conflicto de interesesLos autores no presentan conflicto de intereses

Un procedimiento para la produccin de cido giberlico, en cultivo sumergido, a partir de efluentes del procesado industrial del mejilln

Autor :Murado Garca, Miguel AnxoPastrana, LorenzoGonzlez Fernndez, PilarMontemayor, Mara I.

Palabras clave :cido giberlico, Mejilln, Cultivo sumergido

Fecha de publicacin :1-sep-1994

Citacin :Publication nr.: ES 2126485 B1

Resumen :El procedimiento objeto de la presente invencin comprende la acidificacin del efluente a pH = 4,5 con separacin espontnea de una fase slida y un lquido sobrenadante que se concentra por ultrafiltracin a 100 KD hasta niveles de 70-100 g/L de glucgeno y un cociente carbono/nitrgeno comprendido entre 40 y 64, se hidroliza con un preparado amioltico de Aspergillus oryzae y el hidrolizado se utiliza para el cultivo sumergido de Giberella fujikuroi (NRRL 2284), consiguindose una reduccin del 85% en la DQO del efluente crudo y una produccin de cido giberlico de 4 kg/m3 de cultivo.

Descripcin :Referencia OEPM: P9201240.-- Fecha de solicitud: 15/06/1992.-- Titular: Consejo Superior de Investigaciones Cientficas (CSIC).

URI :http://hdl.handle.net/10261/4852

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El cido giberlico, ms comnmente conocido como GA3, es una hormona vegetal de crecimiento natural que se cosecha enlos hongosy se produce de forma comercial para las industrias agrcolas y de jardinera. Debido a su baja toxicidad, la Agencia de Proteccin Ambiental ha aprobado el uso del cido giberlico para ayudar a apresurar el proceso de germinacin y de crecimiento en el cultivo de alimentos.

El cico giberlico se encuentra en los hongos.fungus image by DAVID PACKE from Fotolia.comhttp://www.ehowenespanol.com/acido-giberelico-sobre_91239/

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