Production of lignocellulolytic enzymes from floriculture residues using Pleurotos ostreatus / Producción de enzimas lignocelulolíticas a partir de residuos de floricultura empleando Pleurotus ostreatus / Produçâo de enzimas lignoceluliticas a partir de residuos de floricultura utilizando Pleurotus ostreatus

Floriculture is a vital agro-industrial sector in the Colombian economy; the export of flowers positively impacts employment and the balance of trade. However, this industry could negatively impact the environment if its waste products are not handled properly. These flower residues, rich in lignin, hemicellulose and cellulose, could be a cost-effective raw material to produce enzymes. Here, we evaluate the production of lignocellulolytic enzymes by degradation of Chrysanthemum and Rosa residues using Pleurotus ostreatus, and manganese sulfate and copper sulfate as inductors. From the two residues, we obtained laccase, manganese peroxidase, endoglucanase, exoglucanase, and (3-glucosidase. The use of inductors, favored all enzyme activities except for (3-glucosidase. The enzymes that displayed the highest activity were laccase (4,693.4 U/L and 2,640 U/L from the residues of Chrysanthemum and Rosa, respectively) and (3-glucosidase (9,513 U/L and 6,811.9 U/L). The enzyme that showed the lowest activity was endoglucanase (11.5 U/L and 15.4 U/L). Under the conditions evaluated, the best substrate for enzyme production is Chrysanthemum wastes; the extracts obtained had higher enzymatic activity than the extracts from Rosa residues.

En Colombia la floricultura es un sector agro-industrial importante, con impactos positivos en el empleo y la balanza comercial. Sin embargo, tiene impacto negativo en el medio ambiente porque genera alto volumen de residuos. Estos residuos, ricos en lignina, hemicelulosa y celulosa, podrían ser una materia prima de bajo costo para la producción de enzimas. En este trabajo se estudió en la producción de enzimas lignocelulíticas por la degradación con Pleurotus ostreatus de residuos de Chrysanthemum y Rosa, usando como inductores sulfato de manganeso y de cobre. A partir de ambos residuos se obtuvieron lacasa, manganeso peroxidasa, endoglucanasa, exoglucanasa y p-glucosidasa. Los inductores favorecieron todas las actividades enzimáticas, excepto para p-glucosidasa. Las enzimas que tuvieron mayores actividades fueron lacasa (4,693.4 U/L y 2,640 U/L a partir del residuo de Chrysanthemum y Rosa, respectivamente) y p-glucosidasa (9,513 U/L y 6,811.9 U/L). La enzima que tuvo menor actividad fue endoglucanasa (11.5 U/L y 15.4 U/L). Bajo las condiciones evaluadas, el mejor residuo para producción de enzimas fue Chrysanthemum, porque los extractos tuvieron mayor actividad enzimática que los producidos a partir de Rosa.

Na Colombia, a floricultura è um importante setor da indùstria agrícola, com impactos positivos sobre o sector laboral na balança comercial. Além disto, tem impacto negativo sobre o meio ambiente, pois gera grandes volumes de resíduos. Estes resíduos, com altos conteùdos em lignina, hemicelulose e celulose, podem ser uma matèria-prima de baixo custo para a produçâo de enzimas. Neste traballio foi estudada a produçâo da enzimas lignoceluliticas pela degradaçâo com Pleurotus ostreatus de residuos de Chrysanthemum e Rosa, utilizando como indutores sulfatos de cobre e manganês. A partir destes resíduos foram obtidos lacase, manganês peroxidase, endoglucanase, exoglucanase e β-glicosidase. O uso de indutores favoreceu as atividades enzimáticas, exceto β-glicosidase. As enzimas que apresentaram atividades mais elevadas foram lacase (4,693.4 U/L e 2,640 U/L a partir do Chrysanthemum e Rosa, respetivamente) e β-glicosidase (9,513 U/L e 6,81.9 U/L). A enzima que apresentou menor atividade foi a endoglucanase (11.5 U/L e 15.4 U/L). Nas condiçôes testadas, o melhor resíduo para a produçâo da enzima foi Chrysanthemum, porque os extratos tinham uma atividade enzimática mais elevada que aqueles produzidos a partir de Rosa.

Evaluación de actividades enzimáticas de Fusarium spp., aislados de lesiones en humanos, animales y plantas / Avaliação das atividades enzimáticas de Fusarium spp. Isolados a partir de lesões em humanos, animais e plantas / Assessment of enzymatic characterization of Fusarium spp. isolated from human, animal, and plant rounds

Objetivo. Determinar actividades amilolíticas, celulolíticas, lipolíticas, pectinolíticas y proteolíticas en 32 aislamientos de Fusarium spp. de origen humano, animal y vegetal. Materiales y métodos. Las actividades enzimáticas se determinaron a nivel cualitativo, por medio de la medición de halos de hidrólisis en placas de agar con el respectivo sustrato, y a nivel cuantitativo se realizó un cultivo líquido para determinar la degradación del respectivo sustrato por medio de técnicas colorimétricas. Resultados. Todos los aislamientos presentaron actividades enzimáticas a nivel cualitativo, excepto las amilolíticas y lipolíticas. La determinación a nivel cuantitativo fue posible para las enzimas evaluadas, a excepción de las lipasas. Conclusión. La determinación de los perfiles enzimáticos amilolíticos, celulolíticos, pectinolíticos y proteolíticos de cada uno de los aislamientos evaluados pertenecientes al género Fusarium sugirió su capacidad, indistintamente de su procedencia, de degradar estos sustratos...

Assessment of enzymatic characterization of Fusarium spp. isolated from human, animal, and plant wounds. Objective. To determine amylolytic, cellulolytic, lipolytic, pectinolytic and proteolytic activities in 32 Fusarium spp. isolates from humans, animals and plants. Materials and methods. Qualitative determination of enzymatic activities was done by measuring hydrolysis halos in agar plates with their corresponding substrate. Quantitative determination was done by colorimetric techniques, using liquid culture supernatants to determine the respective substrate degradation. Results. All isolates showed enzymatic activities from a qualitative point of view, except amylolytic and lipolytic. Quantitative determination was possible for all the evaluated enzymes except lipases. Conclusion. The determination of amylolytic, cellulolytic, pectinolytic and proteolytic enzymatic profiles of each of the Fusarium isolates assessed suggests their capacity to degrade these substrates, irrespectively of their origin...

Avaliação das atividades enzimáticas de Fusarium spp. Isolados a partir de lesões em humanos, animais e plantas. Objetivo. Determinar as atividades amilolíticas, celulolíticas, lipolítica, pectinolíticas e proteolíticas em 32 isolamentos de Fusarium spp. de origem humana, animal e vegetal. Materiais e métodos. As atividades enzimáticas foram determinadas a nível qualitativo medindo os halos de hidrólise em placas de agar com o substrato respectivo e a nível quantitativo realizou-se uma cultura líquida para determinar a degradação do substrato respectivos por meio de técnicas colorimétricas. Resultados. Todos os isolados apresentaram uma atividade enzimática a nível qualitativo, exceto as amilolíticas e lipolíticas. A determinação a nível quantitativo foi possível para as enzimas testadas, exceto para as lipases. Conclusão. A determinação de perfis enzimáticos amilolíticos, celulolíticos, pectinolíticos e proteolíticos de cada um dos isolados testados pertencentes ao gênero Fusarium, sugeriu sua capacidade, independentemente da sua origem, para degradar estes substratos...

Inmovilización de hongos ligninolíticos para la remoción del colorante negro reactivo 5 / Immobilising lignilolytic fungus for removing reactive black 5 dye

La presencia de colorantes azoicos en aguas residuales de la industria textil es un problema ambiental y sanitario, porque muchos de estos compuestos son cancerígenos. Los tratamientos biológicos son una alternativa para la remoción de ese tipo de colorantes. En el presente trabajo se evaluó el efecto de tres hongos de podredumbre blanca, Trametes versicolor, Pleurotus ostreatus y Phanerochaete chrysosporium sobre la decoloración de un agua que contiene colorante negro reactivo 5 (NR5), ampliamente usado en la industria textil. Se estudió la inmovilización de estos hongos en dos soportes, espuma de poliuretano y estropajo (L. cylíndrica) para seleccionar el mejor soporte y el hongo con mayor capacidad para la decoloración. Ambos soportes fueron igualmente efectivos, pero se seleccionó estropajo por ser un producto natural. El hongo que generó los mayores porcentajes de decoloración en 4 días fue Trametes versicolor, con 96%, 98% y 98% para agua con concentración de NR5 300 ppm, 150 ppm y 75 ppm, respectivamente. La actividad lacasa para cada concentración de NR5 fue 8 U L-1, 7 U L-1 y 5 U L-1.

Waste water from the textile industry represents a major environmental and health problem because it contains azo dyes whose carcirogenic effect has been tested in research. Biological treatment represents a valuable alternative for removing these dyes. The effect of Trametes versicolor, Pleurotus ostreatus and Phanerochaete chrysosporium rot fungi on decoloration of water containing reactive black five (NR5) textile dye was evaluated in this work. Immobilising the fungi on polyurethane foam and luffa sponge (Luffa cylindrica) supports was studied in order to select the best support and the fungi having the best decolorisation. Both supports were equally effective; however, the luffa sponge was selected as being a natural product. Trametes versicolor produced the highest decolorisation percentages in four days (96%, 98% and 98% for 300 ppm, 150 ppm and 75 ppm NR5 concentrations, respectively) while lacase enzyme activity was 8 UL-1, 7 UL-1 and 5 UL-1 for each of them.

Efecto del sustrato y la exposición a la luz en la producción de una cepa de Trichoderma sp / Effects of substrate and light exposition in the production of Trichoderma sp

Con el fin de evaluar el efecto de las condiciones de luz sobre la producción de biomasa de una cepa de Trichoderma sp. en fermentación sólida y sumergida, se probaron medios arroz 53 por ciento (p/p), arroz 53 por ciento (p/p)-melaza 3 por ciento(p/p) y arroz 53 por ciento (p/p)-melaza 10 por ciento (p/p) en agua destilada, con incubación 25oC y períodos de luz constante y fotoperíodo 24 h luz/24 h oscuridad durante 8 días. Los parámetros estimados fueron densidad poblacional (conidios/mL), germinación de esporas a 24 horas y porcentaje de pureza. Los resultados indicaron que el proceso de fermentación sólida empleando como sustrato arroz-agua destilada a 25ðC y la exposición constante a la luz permitió mayor recuperación de conidios (45x1018 conidios/mL), con 96 por ciento de germinación a 24 horas y una pureza estimada de 92,1por ciento. En la fermentación sumergida se obtuvo un porcentaje de pureza del 76,8 por ciento y la germinación de conidios a las 24 h fue de 91,2 por ciento, mostrando como desventaja un bajo porcentaje de pureza frente a la fermentación sólida.

In order to evaluate the effect of temperature and light conditions on biomass production of a Trichoderma sp. strain, three culture media were tested: rice 53% (w/w), rice 53% (w/w) -molasses 3% (w/w) and rice 53% (w/w)-molasses 10% (w/w) in distilled water. Incubation conditions were: 25°C, constant light and a photoperiod of 24 h light/24 h darkness during 8 days. The evaluated parameters were population density (conidia/mL), spore germination after 24 hours and purity percentage. The results showed that solid fermentation using rice - distilled water as substrate at 25°C and constant light, allowedthe highest conidia yield (45x1018 conidia/mL), 96% germination after 24 hours, and 92.1% purity. The liquid fermentation rendered a purityof 76.8% and conidia germination of 91.2% after 24 hours, showing a disadvantageous lower purity percentage compared to solidfermentation.

Com a finalidade de avaliar o efeito das condições de luz sobre a produção de biomassa de uma cepa de Trichoderma sp, em fermentação sólida e submergida, foram testados diferentes meios: arroz 53% (p/p), arroz 53% (p/p)-melaço 3% (p/p) e arroz 53% (p/p)-melaço 10% (p/p) em água destilada, com incubação 25°C e períodos de luz constante e fotoperíodo 24 h luz/24 h escuridão durante 8 dias. Os parâmetros estimados foram densidade populacional (conídios/mL), germinação de esporas a 24 horas e porcentagem de pureza. Os resultados indicaram que o processo de fermentação sólida usando como substrato arroz-água destilada a 25ºC e exposição constante à luz, permitiu maior recuperação de conídios (45x1018 conídios/mL), com 96% de germinação a 24 horas e uma pureza estimada de 92,1%. Na fermentação submergida obteve-se um percentual de pureza de 76,8% e a germinação de conídios as 24 h foi de 91,2%, mostrando como desvantagem um baixo percentual de pureza frente à fermentação sólida.

Evaluación de la capacidad probiótica in vitro de una cepa nativa de Saccharomyces cerevisiae / In vitro evaluation of the probiotic capacity of a native strain of saccharomyces cerevisiae

En el presente estudio se evaluó la capacidad probiótica in vitro de una cepa nativa de Saccharomyces cerevisiae (A) y se comparó con una cepa comercial (B) utilizada como probiótico. Para esto se determinó la concentración de melaza de caña (10, 20 y 30 por ciento (p/v)) que permitiera obtener la mayor cantidad de biomasa de las cepas, así mismo se determinaron parámetros cinéticos. La concentración de melaza que arrojó mejores resultados fue 20por ciento (p/v) y se encontró diferencia en la producción de biomasa para la cepa en estudio A (28g/L) y la cepa control B (3g/L) en medio melaza. Se realizaron pruebas in vitro como resistencia a sales biliares, tolerancia a rangos de pH y jugos gástricos, donde no se observaron diferencias entre la cepa A y B al medir el crecimiento. La reducción del colesterol en presencia de sales biliares después de 12 horas de incubación fue de 54 por ciento para la cepa A y 58 por ciento para la B. Por último se realizó una prueba de adherencia en células Caco-2, encontrando adherencia a estas por parte de ambas cepas. De acuerdo con los resultados anteriores se demostró que la cepa A tiene propiedades probióticas in vitro que pueden ser corroboradas con posteriores estudios in vivo que confirmen su utilización como probiótico en nutrición animal.

The in vitro probiotic capacity of a native strain of Saccharomyces cerevisiae (A) was evaluated and compared with a commercial strain (B) used as a probiotic. The effect of the concentration of sugarcane molasses (10, 20 and 30% (w/v)) on the biomass production was investigated and kinetic parameters were determined. The best molasses concentration was 20% (w/v) and differences in biomass production on molasses medium between strain A (28 g/L) and control strain B (3 g/L) were observed. In vitro tests such as tolerance to bile salts, pH and gastric juices were carried out, and no differences in growth between strain A and B were found. Cholesterolreduction on presence of bile salts after 12 hours of incubation was of 54% for strain A and 58% for strain B. Both strains showed adherence to Caco-2 cells. Results reveal that strain A possesses in vitro probiotic propertiesthat can be verified with further in vivo studies to confirm its suitability as probiotic in animal nutrition.

Inmovilización de bacillus licheniformis y Saccharomyces cerevisiae para la producción de etanol a partir de almidón de papa / Inmobilization of bacillus licheniformis and Saccharomyces cerevisiae for ethanol production from potato starch

Se evaluó un sistema discontinuo secuencial compuesto por células de Bacillus licheniformis y Saccharomyces cerevisiae para producción de etanol, utilizando en la segunda fase del proceso, un hidrolizado de almidón de papa, obtenido con el uso de células de B. licheniformis. Ambos microorganismos fueron inmovilizados en matriz de alginato de calcio al 3,2 por ciento y 2,5 por ciento (p/v), observando que a estas concentraciones se retiene la mayor cantidad de células (26x106 y 10x107 UFC/g) y permite la difusión de los productos, obteniendo 3,3 g/L de azúcares reductores y 642 UA/L (unidades amilolíticas) para B. licheniformis y 0,866 por ciento (v/v) de etanol con S. cerevisiae. Mediante un diseño factorial 22 se seleccionaron las condiciones de operación a escala de reactor para la producción del hidrolizado, encontrando que al cultivar a B. licheniformis con 3 v.v.m. y 150 r.p.m. se produjeron 3,7 g/L de azúcares reductores y 669 UA/L a las 4 horas de proceso. El hidrolizado se caracterizó por cromatografía HPLC determinando que es rico en oligómeros, dextrinas y que tiene baja concentración de glucosa y maltosa. El uso del hidrolizado para la producción de etanol, generó porcentajes bajos (0,47por ciento y 0,74 por ciento v/v), tanto en células libres como inmovilizadas, respectivamente.

We evaluated a sequential discontinuous system composed by Bacillus licheniformis and Saccharomyces cerevisiae forethanol production. For the second phase of the process potato starch hydrolyzed were used, which was obtained from B. licheniformis cells. Both microorganisms were immobilized in a calcium alginate matrix of 3,2% and 2,5% (w/v), where was observed that these concentrations retained the majority of the cells (26x106 and 10x107 UFC/g) and alloweddissemination of its products, gaining 3.3 g/L of reducing sugars and 642 AU/L (units Amylolytic) for B. licheniformis and 0,866% (v/v) ethanol with S. cerevisiae. By means of a 22 factorial design were selected operating conditions at a reactor scale for production of hydrolyzed, finding that by cultivating B. licheniformis with 3 v.v.m. and 150 r.p.m. there were 3.7 g/L of reducing sugars and 669 AU/L after 4 hours of the process. The hydrolyzed was characterized using HPLC chromatography, which determined that it is rich in oligomers and dextrin, and it has low concentration of glucose andmaltose. The use of hydrolyzed for ethanol production, generated low percentages (0,47% and 0,74% v/v) in free and immobilized cells respectively.