Producción de enzimas celulolíticas a partir de cultivos de trichoderma sp. con biomasa lignocelulósica

Abstract

Celulasas y xilanasas fueron producidas por un una cepa nativa de Trichoderma asperellum utilizando tallo de clavel molido como fuente de carbono, en escala matraz. Se evaluó la actividad endocelulasa utilizando CMC como sustrato, exocelulasa con Avicel®, y endoxilanasa con xilano. Se encontró que realizar un pre-tratamiento adicional a la biomasa como con agua caliente o ácido sulfúrico, además de la molienda, no mejora la producción de enzimas celulolíticas, demostrando que la utilización de tallo de clavel molido como fuente de carbono fue suficiente para lograr unos niveles aceptables de producción de enzimas, permitiendo superar las actividades obtenidas cuando se utilizó celulosa microcristalina como fuente de carbono. Se estudiaron los efectos del pH, la concentración de la fuente de carbono, las fuentes de nitrógeno, y los macro y microelementos en el medio de cultivo. La adición de 3.64% de tallo de clavel en base seca, junto con 0.5 g/L de sulfato de amonio, a un pH igual a 5, presentó las mejores condiciones de cultivo para la producción de las enzimas. Además, una reducción en la concentración de urea, peptona, Ca+2, Mg+2, Fe2+ y Co2+ mejora la producción de lasenzimas, debido a que presentan un efecto negativo sobre la producción de las enzimas. Esto pudo ser ocasionado por el suplemento de estos elementos por parte del clavel, en las cantidades requeridas por el microorganismo. Los compuestos facilitadores de la actividad enzimática fueron Tween 80, Mn2+, Zn2+ y K1+, los cuales son conocidos por tener un efecto positivo en la producción de enzimas celulolíticas. Las mejores actividades enzimáticas encontradas en este trabajo fueron 413 U/L en CMC, 132 U/L en Avicel® y 921 U/L en xilano. / Abstract. Cellulases and xylanases were produced by a strain of Trichoderma asperellum using milled carnation stalks as carbon source in flask. Endoglucanase activity was evaluated on CMC, exocelulase activity on Avicel® and endoxylanase activity on xylan. An improvement of the production of cellulolytic enzymes was not found, when there was an additional pretreatment of biomass as hot water or sulfuric acid, to the milled biomass, showing that the size reduction pretreatment of the stems of carnation, is suitable, allowing overcome the activities obtained on microcrystalline cellulose. The effects of pH, concentration of carbon source, nitrogen source, and the macro and microelements in the culture medium were studied. The best culture conditions for the production of enzymes were the addition of 3.64% of carnation, together with 0.5 g/L of ammonium sulfate at a pH of 5. It was further found that a reduction in the concentration of urea, peptone, Ca+2, Mg+2, Fe2+ and Co2+ enhances the production of enzymes, because they exhibit a negative effect on the adjusted model. This could happen due to the addition of these elements from the carnation stalks which can reach the concentration need for the cellulases production. The cellulose inductor compounds were Tween 80, Mn2+, Zn2+ and K1+, which are known for their positive effect on cellulolytic enzymes production. The best enzymatic activities found in this study were 413 U/L in CMC, 132 U/L in Avicel® and 921 U/L in xylan