Alteracin de materiales celulsicos por la actividad de hongos ambientales:

aspectos bsicos e impacto en el

patrimonio cultural

Saparrat, Mario1 & Nitiu, Daniela2

1Ctedra Microbiologa Agrcola, Fac. Cs. Agrarias y Forestales, UNLP. INFIVE,

CONICET-UNLP. Instituto Spegazzini, Fac. Cs. Naturales y Museo, UNLP.masaparrat@yahoo.com.ar2Ctedra de Palinologa. Fac. Cs. Naturales y Museo, UNLP. CONICET.

danielanitiu@yahoo.com.ar

Qu son los Hongos?

El trmino hongo sensu-stricto comprende a los

organismos pertenecientes al grupo

monofiltico Reino Fungi.

rbol filogentico universal inferido a partir del

anlisis de la variacin en la secuencia de nucletidos

del gen ARNr 16S/18S (Bull & Wichman, 2001)

Hibbett et al. 2007 (Mycological Research 111: 509547).

Destacados grupos fngicos

Chytridiomycota Ascomycota

Basidiomycota

Mucorales

Glomeromycota

HONGOS: formas vegetativas

Formas unicelularesFormas filamentosas

HONGOS: esporasReproduccin Sexual

Reproduccin Asexual

K!P! R!

HONGOS: hetertrofos

HONGOS: compuestos orgnicos

que pueden utilizar

Polmeros:

Insolubles en agua

Celulosa

Colgeno

Hemicelulosas

Lignina

Queratina

Quitina

Solubles en agua

Albmina

Amilosa

Compuestos simples

(hidro- y liposolubles):

Azcares

cidos Orgnicos

Compuestos fenlicos

Polmero ms abundante en la Tierra.

50 % del material vegetal seco (con excepciones en el

algodn (> 95 %).

Materia prima del papel, cartn y otros soportes as

como de varios tejidos de fibras naturales.

Celulosa

HONGOS: nutricin por absorcin,

involucrando mecanismos de

digestin extracelular

Asimilacin

Despolimerizaciny mineralizacin

naturaleza

polimrica e

insoluble

Celulosa

HONGOS: degradacin de

sustratos celulsicos

Sistemas enzimticos

extracelulares

Sistemas extracelulares activadores del oxgeno.

La celullisis fngica consiste en una serie de

procesos que incluye:

1. un evento inicial de acondicionamientoque consiste en la desorganizacin desectores cristalinos (amorfognesis);

2. otro de despolimerizacin extracelularque genera pooles de oligosacridos hastacelobiosa o incluso glucosa; y

3. un ltimo evento en el que se produce laoxidacin de la glucosa.

Cellobiohydrolase I (CBHI)

Ha sido propuesto un mecanismo de amorfognesis involucrando

agentes no hidrolticos (Arantes & Saddler 2010).

1 Amorfognesis

2 - Despolimerizacin extracelular:

Despolimerizacin

Celulosa(1000 a 10000 unidades

de glucosa)

Celobiosa(puede ser

transportado al interior del hongo)

Glucosa

1,4-glucosidasa

3 Oxidacin

en el interior del hongo

Respiracin Fermentacin

Celullisis

fngica

Polmero

Despolimerizacin

(Hidrlisis)

Solubles

Madera

Hongos celulolticos:

importancia

- Procesos de transformacin de la materia orgnica.

- Formacin y fertilidad de suelos y compost.

- Fuente de enzimas extracelulares de inters industrial:

- refinamiento de bobinas de papel y fibras textiles,

- bioconversin de residuos agrcolas y forestales en bioetanol de segunda generacin,

- incremento en el valor nutritivo de los forrajes para rumiantes.

Humus!

PMOs

Una mezcla enzimtica comercial

conteniendo PMO (Novozymes, Cellic

CTec2) est disponible en el mercado.

pero hay otros efectos de los

hongos celulolticos!

Elementos comunes:

Hongos y material celulsico

como sustrato de los hongos

los efectos negativos de los

hongos celulolticos

Enfermedades.

Biodeterioro de materiales (incluidos

alimentos).

Biodeterioro

Cualquier cambio indeseable en un material

causado por la actividad metablica de un

microorganismo u organismo vivo.

Los microorganismos que deterioran los

materiales forman el bio-film sobre ellos,

sea utilizando como soporte y/o como

fuente de nutrientes y energa, lo que

afecta las propiedades del material.

El biodeterioro de

materiales slidos se

inicia con la formacin

de un biofilm.

Hongos identificados en libros,

documentos, fotografas, y otros

patrimonios culturales en

soportes celulsicos Alternaria alternata

Aspergillus melleus

Aspergillus sclerotiorum

Cladosporium cladosporioides

Penicillium sp.

Penicillium purpurogenum

Pithomyces chartarum

Ulocladium alternarie

Levaduras

Penicillum sp

Exophiala jeanselmei

Fusarium sp

Cladosporium fusiforme

Aspergillus ochaceus

Cladosporium sphaerospermum

Alternaria sp.Aspergillus fumigatus

Aspergillus candidus

Cladosporium cladosporioides

Aspergillus oryzae

Bipolaris sorokiniana

Los hongos y su relacin

con el papel

Fuente de C y energa.

Soporte de crecimiento.

Vehculos de dispersin.

Condiciones de ataque fngico

sobre papel

- Temperatura (20-30 C);

- Humedad/actividad agua (60 %);

- pH (5,6);

- Base de nutrientes (papel y sus

componentes);

- Disponibilidad de esporas fngicas.

Muestra

Superficie de la Muestra

Observacin microscpica del

desarrollo central color negro

(Alternaria sp.)

Colonias desarrolladas a

partir de la muestra.

Observacin microscpica

del desarrollo de coloracin

verde (Penicillium sp.).

Muestreo en el Museo, Archivo

y Biblioteca

Atalfo Serafn Prez Aznar (2015-La Plata)

Prevencin de la contaminacin

fngica en indoor

Control climtico, reducir el nivel de

humedad hasta 40 %.

Limpieza y mantenimiento de la

infraestructura del lugar.

Monitoreo microbiolgico.

Principalmente

en estado de esporas

Accin de los hongos en los

fenmenos de deterioro de papel

Participacin de enzimas despolimerizantes.

Activacin de reacciones oxidativas

y produccin de cidos orgnicos.

Alteracin mecnica del papel.

Dao estructuralDao esttico

Ataque fngico de papel

esporas

Dao esttico del papel

Produccin de metabolitos fngicos

pigmentados y su acumulacin en la trama

del papel.-

Manchas pardo-rojizas.

Este fenmeno se ha relacionado con:

- depsitos de xidos y sales de hierro,

- alteracin de las fibras del papel,

- acumulacin de componentes aditivos utilizados en la elaboracin de papel, y

- oxidacin de la celulosa por aditivos usados en la elaboracin de papel.

Dao esttico: foxing

Dao estructural

Prdida de la masa del

papel y estrs mecnico

Despolimerizacin de celulosa

Pinzari et al. 2006

Polmero

Despolimerizacin

(Hidrlisis)

Solubles

Mucorales

Degradacin de papel

Azcares solubles

Desarrollo de micobiota asociada

Investigaciones en curso

Monitoreo de la carga fngicaambiental y otros bioaerosolesasociados a salas de exposicin ydepsitos del Museo de La Platabajo la direccin de la Dra. DanielaNitiu (Ctedra de Palinologa. Fac.Cs. Naturales y Museo, UNLP).

Control del deterioro fngico depapel usado en conservacin conradiacin gamma bajo la direccinde la Dra. Ana Calvo (CNEA,Ezeiza).

Gracias por

su atencin!!

)