Decolorization of textile industry wastewater in solid state fermentation with Peach-Palm (Bactris gasipaes) residue / Decoloração de águas residuais da indústria têxtil em fermentação de estado sólido com resíduo de Pupunha (Bactris gasipaes)

Abstract In this work we have assessed the decolorization of textile effluents throughout their treatment in a solid-state fermentation (SSF) system. SSF assays were conducted with peach-palm (Bactris gasipaes) residue using the white rot fungus Ganoderma lucidum EF 31. The influence of the dye concentration and of the amounts of peach-palm residue and liquid phase on both the discoloration efficiency and enzyme production was studied. According to our results, independently of experimental conditions employed, laccase was the main ligninolytic enzyme produced by G. lucidum. The highest laccase activity was obtained at very low effluent concentrations, suggesting the existence of an inhibitory effect of higher concentrations on fungal metabolism. The highest percentage of color removal was reached when 10 grams of peach palm residue was moistened with 60 mL of the final effluent. In control tests carried out with the synthetic dye Remazol Brilliant Blue R (RBBR) decolorization efficiencies about 20% higher than that achieved with the industrial effluent were achieved. The adsorption of RBBR on peach-palm residue was also investigated. Equilibrium tests showed that the adsorption of this dye followed both Langmuir and Freundlich isotherms. Hence, our experimental results indicate that peach-palm residue is suitable substrate for both laccase production and color removal in industrial effluents.

Resumo Neste trabalho, avaliamos a descoloração de efluentes têxteis durante seu tratamento em um sistema de fermentação em estado sólido (SSF). Os ensaios foram conduzidos com resíduo de pupunha (Bactris gasipaes) utilizando o fungo de podridão branca Ganoderma lucidum EF 31. A influência da concentração de corante, as quantidades de resíduo e da fase líquida foram estudadas tanto na eficiência de descoloração como na produção de enzima. De acordo com os resultados, independentemente das condições experimentais utilizadas, a lacase foi a principal enzima ligninolítica produzida por G. lucidum. A atividade de lacase mais elevada foi obtida em baixas concentrações de efluentes, sugerindo um efeito inibitório no metabolismo fúngico. A maior remoção de cor foi obtida com 10 gramas de resíduo da pupunha e 60 mL do efluente final. Nos ensaios de controle realizados com o corante sintético RBBR, foram atingidos cerca de 20% mais descoloração do que os obtidos com o efluente industrial. A adsorção de RBBR no resíduo de pupunha também foi investigada. Os testes de equilíbrio mostraram que a adsorção deste corante seguiu as isotermas de Langmuir e Freundlich. Assim, os resultados experimentais indicam que o resíduo de pupunha é um substrato adequado tanto para a produção de lacase quanto para a remoção de cor em efluentes industriais.

Decolorization of textile industry wastewater in solid state fermentation with Peach-Palm (Bactris gasipaes) residue

Abstract In this work we have assessed the decolorization of textile effluents throughout their treatment in a solid-state fermentation (SSF) system. SSF assays were conducted with peach-palm (Bactris gasipaes) residue using the white rot fungus Ganoderma lucidum EF 31. The influence of the dye concentration and of the amounts of peach-palm residue and liquid phase on both the discoloration efficiency and enzyme production was studied. According to our results, independently of experimental conditions employed, laccase was the main ligninolytic enzyme produced by G. lucidum. The highest laccase activity was obtained at very low effluent concentrations, suggesting the existence of an inhibitory effect of higher concentrations on fungal metabolism. The highest percentage of color removal was reached when 10 grams of peach palm residue was moistened with 60 mL of the final effluent. In control tests carried out with the synthetic dye Remazol Brilliant Blue R (RBBR) decolorization efficiencies about 20% higher than that achieved with the industrial effluent were achieved. The adsorption of RBBR on peach-palm residue was also investigated. Equilibrium tests showed that the adsorption of this dye followed both Langmuir and Freundlich isotherms. Hence, our experimental results indicate that peach-palm residue is suitable substrate for both laccase production and color removal in industrial effluents.

Resumo Neste trabalho, avaliamos a descoloração de efluentes têxteis durante seu tratamento em um sistema de fermentação em estado sólido (SSF). Os ensaios foram conduzidos com resíduo de pupunha (Bactris gasipaes) utilizando o fungo de podridão branca Ganoderma lucidum EF 31. A influência da concentração de corante, as quantidades de resíduo e da fase líquida foram estudadas tanto na eficiência de descoloração como na produção de enzima. De acordo com os resultados, independentemente das condições experimentais utilizadas, a lacase foi a principal enzima ligninolítica produzida por G. lucidum. A atividade de lacase mais elevada foi obtida em baixas concentrações de efluentes, sugerindo um efeito inibitório no metabolismo fúngico. A maior remoção de cor foi obtida com 10 gramas de resíduo da pupunha e 60 mL do efluente final. Nos ensaios de controle realizados com o corante sintético RBBR, foram atingidos cerca de 20% mais descoloração do que os obtidos com o efluente industrial. A adsorção de RBBR no resíduo de pupunha também foi investigada. Os testes de equilíbrio mostraram que a adsorção deste corante seguiu as isotermas de Langmuir e Freundlich. Assim, os resultados experimentais indicam que o resíduo de pupunha é um substrato adequado tanto para a produção de lacase quanto para a remoção de cor em efluentes industriais.

Characterizatio of the oxidative enzyme potental in wild white rot fungi fromm the subtropical forest of misiones (Argentina) / Caracterización del potencial enzimático oxidativo de cepas nativas de hongos de pudrición blanca de la selva subtropical de Misiones (Argentina)

This research aimed to evaluate the potential of several native white rot fungi (WRF) isolated from subtropical environments of Misiones (Argentina) to produce different ligninolytic enzymes. Coriolus versicolor f. antarcticus BAFC 266, Pycnoporus sanguineus BAFC 2126 and Phlebia brevispora BAFC 633 showed the highest phenoloxidase activity. Ganoderma applanatum strain E, P. sanguineus BAFC 2126 and P. brevispora BAFC 633 revealed marked laccase and peroxidase activity. C. versicolor f. antarcticus, G. applanatum (strain A) and Trametes villosa, gave high positive reactions with 2,6-dimethoxyphenol oxidation at the lowest tested pH. C. versicolor f. antarcticus, G. applanatum strains D and F, T. elegans BAFC 2127and T. villosa, showed the highest manganese peroxidase activity. C. versicolor f. antarcticus also produced the highest lignin peroxidase activity. Tyrosinase activity was mostly evident in G. applanatum strains (D and F) and Phanerochaete chrysosporium HHB 11741. Kraft liquor decolorization results were variable and depended on the fungus and the liquor concentration. Some fungi with moderate ligninolytic activity showed high decolorization rates (e.g. Pleurotus sajor-caju and Steccherinium sp. BAFC 1171) indicating the significance of additional approach to evaluate a potential biotechnological application.

El objetivo de este trabajo fue evaluar el potencial para producir enzimas ligninolíticas de diversas cepas de hongos de pudrición blanca, nativas de la Provincia de Misiones (Argentina). Coriolus versicolor v. antarcticus BAFC 266, Pycnoporus sanguineus BAFC 2126 y Phlebia brevispora BAFC 633 mostraron un gran potencial para producir fenoloxidasas. En Ganoderma applanatum cepa E, P. sanguineus BAFC 2126 y P. brevispora BAFC 633 se observó una marcada actividad lacasa y peroxidasa. C. versicolor v. antarcticus. G. applanatum (cepa A) y Trametes villosa, mostraron una reacción oxidativa altamente positiva sobre 2,6-dimetoxifenol a pH 4. C. versicolor v. antarcticus, G. applanatum (cepas D y F), T. elegans BAFC 2127 y T. villosa, mostraron una alta actividad manganeso peroxidasa y solo C. versicolor v. antarcticus mostró una alta actividad de lignino peroxidasa. La actividad tirosinasa fue evidente en las cepas D y F de G. applanatum y en Phanerochaete chrysosporium HHB 11741. La decoloración del licor negro Kraft reveló una actividad ligninolítica variable para las diferentes cepas estudiadas dependiendo de la concentración utilizada. Algunos hongos mostraron una moderada actividad ligninolítica con grandes halos de decoloración (p.e. Pleurotus sajor-caju y Steccherinium sp. BAFC 1171) indicando un significativo potencial para el aprovechamiento biotecnológico de estas cepas.