Résumé
RESUMEN Los macromicetos han adquirido gran interés por su importancia alimenticia, terapéutica y económica, razón por la cual es necesario enfocar esfuerzos en la búsqueda de optimizar su producción de biomasa. El presente trabajo buscó determinar y comparar el efecto de la fermentación líquida (FEL) y superficial (FeSup) (medio solido) sobre la producción de biomasa de Flammulina velutipes, Hypsizigus tessulatus y Grifola frondosa empleando seis fuentes de nutrientes de bajo costo: harina de soja, trigo integral, maíz blanco, maíz amarillo precocido, salvado de trigo y semillas de linaza molida. Los resultados de la FeSup permitieron determinar que la especie de mayor crecimiento radial, indistintamente de la fuente de nutrientes, es F. velutipes seguida de H. tessulatus y por ultimo G. frondosa. Adicionalmente, la mayor producción de biomasa con FeSup se observa para F. velutipes y H. tessulatus (6,4480 g/L y 5,7320 g/L, respectivamente) Por el contrario, para la FEL, G. frondosa (11,4620 g/L) es la especie de mayor producción. La comparación en la producción de biomasa empleando FEL y FeSup, evidenció que los resultados son dependientes de la técnica de cultivo y que la FeSup no puede ser empleada para la selección preliminar de hongos macromicetos, enfocada en la producción de biomasa por FEL.
ABSTRACT Macromycetes have acquired great interest because of their nutritional, therapeutic and economic importance, which is why it is necessary to focus efforts in the search to optimize their biomass production. The present work sought to determine and compare the effect of liquid fermentation (FEL) and surface fermentation (FeSup) (solid medium) on the biomass production of Flammulina velutipes, Hypsizigus tessulatus and Grifola frondosa using six sources of low cost nutrients: soybeans, whole wheat, white corn, precooked yellow corn, wheat bran and ground flax seed. The results of the FeSup allowed to determine that the species with the highest radial growth, indistinctly from the nutrient source, is F. velutipes followed by H. tessulatus and finally G. frondosa. Additionally, the highest biomass production with FeSup is observed for F. velutipes and H. tessulatus (6.4480 g/L and 5.7320 g/L, respectively) On the contrary, for the FEL, G. frondosa (11.4620 g/L) is the species with the highest production. The comparison in the production of biomass using FEL and FeSup, showed that the results are dependent on the culture technique and that the FeSup cannot be used for the preliminary selection of fungi macromycetes, focused on the production of biomass by FEL.
Résumé
El objetivo del presente estudio fue evaluar la producción de blastosporas y conidios de diferentes aislados nativos de México del hongo entomopatógeno Isaria fumosorosea y de una cepa de colección mediante diferentes técnicas de propagación. En la producción de blastosporas se utilizaron 2 medios de cultivo líquidos (sumergidos), uno a base de casaminoácidos y el otro a base de peptona de colágeno como fuentes de nitrógeno, con glucosa como fuente de carbono en ambos. Para la producción de conidios, los hongos se cultivaron en agar papa dextrosa, a partir de esos cultivos se prepararon suspensiones de 1 x 10(6) conidios/ml para inocular matraces con caldo dextrosa Sabouraud, para iniciar así la fase líquida del cultivo bifásico, denominado también precultivo. Posteriormente con el precultivo y las suspensiones de conidios se inocularon bolsas con granos de arroz, que se incubaron durante 14 días para el cultivo bifásico y para la fermentación sólida, respectivamente. El aislado HIB-23 fue el que logró la más elevada concentración de blastosporas obtenida en el cultivo sumergido: 4,90 x 10(8) blastosporas/ml en el medio casaminoácidos; y en el medio con peptona de colágeno se obtuvieron 2,15 x 10(8) blastosporas/ml. La máxima producción de conidios en fermentación sólida la logró la cepa Pfr-612 (1,58 x 10(9) conidios/g), mientras que la máxima en cultivo bifásico correspondió al aislado HIB-30 (9,00 x 10(6) conidios/g). La fermentación sólida resultó ser el método más efectivo, con un promedio de 1,09 x 10(9) conidios/g, mientras que el cultivo bifásico fue el menos efectivo, con un promedio de 2,76 x 10(6) conidios/g. Para la producción de blastosporas en los medios sumergidos no se obtuvo diferencia significativa alguna.
The aim of this study was to evaluate the production of blastospores and conidia of different native isolates and a strain of Isaria fumosorosea using different propagation techniques. Two liquid culture media of casamino acids and peptone as nitrogen sources and glucose as carbon source for both media cultures were respectively used in the production of blastospores, while for the production of conidia, the fungi were grown in potato dextrose agar; from these cultures, solutions of conidia to a concentration of 1 x 10(6) per milliliter were prepared to inoculate flasks with Sabouraud dextrose broth for the liquid phase of the biphasic culture, also known as preculture. Subsequently, rice grain bags were inoculated with the preculture and the conidia solutions, which were incubated for 14 days for solid fermentation and biphasic culture, respectively. The HIB-23 isolate recorded a concentration of 4.90 x 10(8) blastospores/ml in the casamino acid medium, while a concentration of 2.15 x 10(8) blastospores/ml was obtained in the peptone collagen medium. For the Pfr-612 strain, the conidia production in solid-state fermentation was 1.58 x 10(9) conidia/g, and for HIB-30 in the biphasic culture of 9.00 x 10(6) conidia/g. Solid-state fermentation proved to be the most effective method with an average of 1.09 x 10(9) conidia/g, whereas the biphasic culture was the least effective method with 2.76 x 10(6) conidia/g; no significant difference was reported for the submerged production media.
Sujets)
Spores fongiques , Hypocreales , Milieux de culture , Fermentation , MexiqueRésumé
Existe un gran interés por el uso de enzimas lignocelulolíticas en varias industrias, y en la biodegradación de biomasa para la producción de biocombustibles y otras aplicaciones. Entre las fuentes microbianas de enzimas, Aspergillus niger es uno de los microorganismos más utilizados en la producción de enzimas industriales, debido a sus niveles altos de secreción de proteína y a su condición GRAS (generally regarded as safe). El objetivo del presente estudio fue evaluar la influencia de la concentración de inóculo en la morfología y producción de celulasas y xilanasas con A. niger en cultivo sumergido. Para ello, fueron inoculados matraces de 250 mL con 40 mL de medio con 3% (v/v) de una suspensión de 104 o 108 esporas por mililitro e incubados a 28 ºC y 175 rpm durante 120 horas. Se utilizaron 10 g*L-1 de lactosa como fuente de carbono. En cada caso se determinó la cantidad de biomasa, la proteína extracelular soluble, lactosa residual, actividad celulasa total y xilanasa cada 24 horas. Aunque no hubo un efecto notorio en la morfología de crecimiento, salvo en el color y el diámetro de pellets obtenidos, sí se afectó la µmax (0,06 y 0,03 h-1 para 104 y 108 esporas*mL-1, respectivamente) y la concentración máxima de biomasa. Además, mientras que las productividades volumétricas de celulasa (ΓFPA) (8,2 y 8,0 UI.*L-1*h-1 para 104 y 108 esporas*mL-1, respectivamente) fueron similares para ambos inóculos, la productividad de xilanasa (ΓXIL) fue mayor para el inóculo más concentrado (29,7 y 33,4 UI¨*L-1*h-1 para 104 y 108 esporas*mL-1, respectivamente). Los resultados indican que la productividad de celulasas y xilanasas está estrechamente relacionada con la concentración de inóculo.
There is a great interest for the use of lignocellulolytic enzymes in several industries and in biomass degradation for production of biofuels and other applications. Among the microbial sources of enzymes, Aspergillus niger is one of the most used microorganisms in the production of industrial enzymes due to its high levels of protein secretion and its GRAS (generally regarded as safe) condition. The aim of the present study was to evaluate the influence of A. niger inoculum concentration in the morphology and production of cellulases and xylanases in submerged cultures. For this, 250 mL flasks containing 40 mL culture medium were inoculated with a 3% (v/v) of either 104 or 108 spores per milliliter suspension and incubated at 28 º C and 175 rpm during 120 hours. Lactose (10 g*L-1) was used as the carbon source. In each case, the amount of biomass, the extracellular soluble protein, residual lactose, total celullase activity and xylanase activity were determined every 24 hours. Even thought there was not a notorious effect on the growth morphology, except in color and diameter of pellets; µmax was affected (0.06 and 0.03 h-1 for 104 and 108 spores*mL-1, respectively) as well as maximum biomass concentration. In addition, while the volumetric productivity of cellulase (8.2 and 8.0 UI*L-1*h-1 for 104 and 108 spores*mL-1, respectively) were similar for both inocula, the productivity of xylanase was greater for the more concentrated inoculum (29.7 and 33.4 UI*L-1*h-1 for 104 and 108 spores*mL-1, respectively).The results show that cellulase and xylanase productivities are closely related to the inoculum concentration.