Determinación de las condiciones de cultivo para la degradación de pentaclorofenol con Amylomyces rouxii por fermentación en estado sólido 上市 Deposited
The fungus Amylomyces rouxii is a zygomycete, isolated from the paper industry, that tolerates and degrades pentachlorofenol (PCP), one of the most persistent and toxic xenobiotic found in the environment. PCP degradation by fungi was studied in liquid and solid state cultures. In solid state culture, using sugarcane bagasse as inert support, A. rouxii grew poorly though 85% of initial PCP was removed at 96 h. The aim of the present work was to determine the effect of culture conditions, as composition medium, tyrosine and PCP concentration, on A. rouxii growth and PCP degradation. The parameters analyzed were: the size of the inoculum, the composition of the medium (glucose, malt extract, tyrosine and PCP concentration), initial moisture and aeration rate. It was shown that the initial moisture and the medium composition (enriched with more glucose and malt extract) affected A. rouxii growth. Results showed that growth was higher in cultures in enriched medium, 8.87 mg biomass g¯¹ ids, while in normal medium growth was 5.44 mg biomass g¯¹ ids both at initial moisture of 80 % . In cultures with enriched and normal media and with 12.5 mg L¯¹ of initial PCP, the degradation was similar. In culture with modified medium residual PCP was 2.23 mg L¯¹ and 4.06 mg L¯¹ of residual PCP was found in culture with normal medium. The effect of the tyrosine in the PCP degradation was also studied. Experiments were made adding different concentration of tyrosine. It was shown that tyrosine did no have effect in growth. However, it was observed that tyrosine increased PCP degradation by A. rouxii. Theses results indicate that tyrosinase, the enzyme responsible of the degradation, produce by A. rouxii in induced by tyrosine. In culture with 0.25 g tyrosine L¯¹ and 12.5 mg PCF L¯¹ , it was found 100% of PCP degradation at 72h and in cultures without tyrosine PCP degradation was 82 % at 96 h. The effect of PCP initial concentration was studied. Results showed that A. rouxii growth and PCP degradation were higher at high PCP initial concentration, with 12.5 and 25 mg PCF L¯¹ biomass produced was 7.7 mg g ¯¹ initial dry substrate (ids) at 96 h, and with 50 mg PCP L¯¹ biomass produced was 10.7 mg g¯¹ ids and with 100 mg PCP L¯¹ the biomass produced was 15.3 mg g¯¹ ids. PCP degradation found was 83 % in cultures with 50 mg PCP L¯¹ and with 100 mg PCP L¯¹ degradation was 91 % at 72 h. The results obtained in this work indicate that growth is higher at high PCP initial concentration due to the fact that toxic is degraded rapidly and the intermediaries produced can be used as carbon source by A. rouxii. It was shown that A. rouxii presented higher specific degradation rate with tyrosine and high PCP concentration, maybe because the tyrosinase is induced by both tyrosine and PCP present in culture medium.
El hongo Amylomyces rouxii, un zigomiceto aislado de la industria del papel, ha demostrado tolerar y degradar eficientemente pentaclorofenol (PCF), uno de los xenobióticos de mayor persistencia y toxicidad que se encuentran en el ambiente. Se ha estudiado la degradación de PCF por A. rouxii en cultivo líquido y sólido. Sin embargo en fermentación sólida, empleando como soporte inerte bagazo de caña, el hongo presentó un crecimiento muy pobre, a pesar de ello si degradó el PCF. En el presente trabajo se estudiaron algunas condiciones de cultivo con el fin de incrementar el crecimiento de A. rouxii y determinar su capacidad para degradar PCF. Los parámetros que se analizaron fueron: tamaño de inóculo, composición del medio (glucosa, extracto de malta, tirosina y concentración inicial de PCF) humedad y tasa de aireación. Se demuestra que la humedad inicial y la composición del medio (enriquecido con más glucosa y extracto de malta) influyen en el crecimiento de A. rouxii. En los cultivos con medio modificado la biomasa producida fue 8.87 mg biomasa g¯¹ msi, mientras que en el medio normal la producción fue de 5.44 mg biomasa g¯¹ msi ambos con 80% de humedad inicial. En los cultivos con medio modificado y medio normal y con 12.5 mg L¯¹ de PCF inicial, la degradación fue similar. En el cultivo con medio modificado el PCF residual fue 2.23 mg L¯¹ y 4.06 mg L¯¹ en el medio normal. También se estudia el efecto de la tirosina en la degradación de PCF. La tirosina adicionada al medio de cultivo, no mostró efecto en el crecimiento de A. rouxii pero incrementó la capacidad de degradación de PCF. Posiblemente la tirosina actúa como inductor de las enzima(s) responsable(s) de la degradación (fenoloxidasas), en cultivos con una concentración de 0.25 g tirosina L¯¹ y 12.5 mg L¯¹ de PCF, la remoción fue del 100% en bronceado solo 72 h. Mientras en los cultivos que no contenían |a tirosina la degradación de PCF fue del 82% en 96 h. Se estudió el efecto de la concentración inicial del PCF y se observó que a concentraciones altas A. rouxii presenta mayor tasa de degradación, con 50 mg L¯¹ la degradación es del 83% y del 91% con 100 mg L¯¹ en 72 h. Con respecto al crecimiento, se produce más biomasa en altas concentraciones de PCF inicial, debido a que la eliminación del tóxico es muy rápida. Con 12.5 y 25 mg L¯¹ crece 7.7 mg biomasa g¯¹ msi en 96 h, con 50 mg L¯¹ la biomasa producida fue de 10.7 mg micelio g¯¹ msi y para 100 mg L¯¹ de 15.3 mg biomasa g ¯¹ msi. Se demuestra que la adición de tirosina al medio de cultivo incrementa la capacidad de degradación de PCF por A. rouxii. También se observará que este hongo es capaz de degradar más eficientemente el PCF cuando éste se encuentra en mayor concentración inicial, hasta 100 mg L¯¹. El hongo Amylomyces rouxii es un zigomiceto, aislado de la industria papelera, que tolera y degrada pentaclorofenol (PCP), uno de los xenobióticos más persistentes y tóxicos encontrados en el ambiente. La degradación de PCP por hongos fue estudiada en cultivos en estado líquido y sólido. En cultivo en estado sólido, utilizando bagazo de caña de azúcar como soporte inerte, A. rouxii creció pobremente aunque el 85% del PCP inicial fue removido a las 96 h. El objetivo del presente trabajo fue determinar el efecto de las condiciones de cultivo, como composición del medio, concentración de tirosina y PCP, sobre el crecimiento de A. rouxii y la degradación de PCP. Los parámetros analizados fueron: el tamaño del inóculo, la composición del medio (glucosa, extracto de malta, concentración de tirosina y PCP), la humedad inicial y la tasa de aireación. Se demostró que la humedad inicial y la composición del medio (enriquecido con más glucosa y extracto de malta) afectaron el crecimiento de A. rouxii. Los resultados mostraron que el crecimiento fue mayor en cultivos en medio enriquecido, 8,87 mg biomasa g¯¹ ids, mientras que en medio normal el crecimiento fue de 5,44 mg biomasa g¯¹ ids ambos a una humedad inicial de 80%. En cultivos con medios enriquecidos y normales y con 12,5 mg L¯¹ de PCP inicial, la degradación fue similar. En el cultivo con medio modificado el PCP residual fue de 2,23 mg L¯¹ y se encontró 4,06 mg L¯¹ de PCP residual en el cultivo con medio normal. También se estudió el efecto de la tirosina en la degradación del PCP. Se realizaron experimentos añadiendo diferentes concentraciones de tirosina. Se demostró que la tirosina no tuvo efecto en el crecimiento. Sin embargo, se observó que la tirosina aumentó la degradación de PCP por A. rouxii. Estos resultados indican que la tirosinasa, la enzima responsable de la degradación, producida por A. rouxii es inducida por la tirosina. En cultivos con 0,25 g de tirosina L¯¹ y 12,5 mg de PCF L¯¹, se encontró un 100% de degradación de PCP a las 72 h y en cultivos sin tirosina la degradación de PCP fue del 82 % a las 96 h. Se estudió el efecto de la concentración inicial de PCP. Los resultados mostraron que el crecimiento de A. rouxii y la degradación de PCP fueron mayores a una concentración inicial alta de PCP, con 12,5 y 25 mg PCF L¯¹ la biomasa producida fue de 7,7 mg g ¯¹ sustrato seco inicial (ids) a las 96 h, y con 50 mg PCP L¯¹ la biomasa producida fue de 10,7 mg g¯¹ ids y con 100 mg PCP L¯¹ la biomasa producida fue de 15,3 mg g¯¹ ids. La degradación de PCP encontrada fue del 83 % en cultivos con 50 mg PCP L¯¹ y con 100 mg PCP L¯¹ la degradación fue del 91 % a las 72 h. Los resultados obtenidos en este trabajo indican que el crecimiento es mayor a una concentración inicial alta de PCP debido a que el tóxico se degrada rápidamente y los intermediarios producidos pueden ser utilizados como fuente de carbono por A. rouxii. Se demostró que A. rouxii presentó una mayor tasa de degradación específica con tirosina y alta concentración de PCP, tal vez porque la tirosinasa es inducida tanto por la tirosina como por el PCP presentes en el medio de cultivo.
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