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.