Hongo Pleurotus ostreatus

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Resumen

Se usó una cepa comercial del hongo Pleurotus ostreatus para mediar la degradación del lindano, mediante la tecnología de cultivo en tierra durante un experimento estadístico de 4 semanas. El diseño factorial multinivel se utilizó con dos factores de diseño, a saber, contenido de paja X1 (%) y contenido de lindano X2 (ppm). Los parámetros de optimización (respuestas) investigados fueron: tasa de biodegradación Y1 (μg d − 1), tasa de crecimiento de biomasa Y2 (mg d − 1), biodegradación / biomasa Y3 (μg mg − 1), carbono orgánico total Y4 (%), total nitrógeno orgánico Y5 (%) y carbono orgánico total / nitrógeno orgánico total Y6. Se encontraron los óptimos de los modelos adecuados obtenidos para el período de 2 y 4 semanas. Un estudio cinético general, realizado en este trabajo con la ayuda del diseño experimental, determinó que la tasa de degradación de lindano específica óptima (máxima) es de 0.16 g kg − 1 mes − 1.

Introducción

 El isómero gamma del hexaclorociclohexano (γHCH), comúnmente conocido como lindano, es un compuesto organoclorado ampliamente utilizado en el pasado en el sector agrícola por sus propiedades insecticidas. Aunque, hoy en día, el lindano se ha retirado de los mercados de pesticidas de la CE y los EE. UU., Todavía hay áreas contaminadas del suelo con este insecticida. De hecho, la producción de lindano generalmente da como resultado una mezcla de isómeros de HCH que incluyen α, β y δ, que permanecen en el producto técnico o se eliminan para producir lindano puro. La estabilidad y la hidrofobicidad de estos compuestos los convierten en contaminantes persistentes y su toxicidad crea problemas de exposición ambiental y humana (Kumar et al. 2005; Phillips et al. 2006). Por lo general, es preferible la destrucción completa de contaminantes objetivo en lugar de transferir contaminantes de un medio ambiental a otro, por ejemplo, de la tierra al agua o al aire. La biorremediación se puede aplicar para la destrucción completa de una amplia variedad de contaminantes. Muchos compuestos, legalmente considerados peligrosos, pueden transformarse en productos inofensivos. Los residuos producidos por el tratamiento generalmente son productos inofensivos e incluyen dióxido de carbono, agua y biomasa celular. Los beneficios de la biorremediación incluyen menores costos y menos interrupción del ambiente contaminado en comparación con otras tecnologías de remediación (Viladi 2001; Gavrilescu 2005). Entre los hongos, las especies de podredumbre blanca muestran una alta eficiencia en la degradación de una amplia gama de sustancias lignocelulósicas, esta capacidad es de gran interés para el desarrollo de procesos biotecnológicos respetuosos con el medio ambiente que se aplicarán en la producción de la cadena alimentaria, la aplicación médica y los fines de biorremediación (Philippoussis et al. 2001; Pointing 2001; Rigas et al. 2005a, b). Hasta hace poco, la literatura sobre biodegradación y bioremediación de desechos químicos orgánicos (xenobióticos) trataba casi exclusivamente de bacterias. Ahora se está haciendo evidente que los hongos también juegan un papel importante en la degradación de suelos y aguas contaminadas. La aplicación de tecnología fúngica para la limpieza de contaminantes ha sido prometedora desde 1985, cuando se descubrió que el hongo Phanerochaete chrysosporium podía metabolizar una serie de contaminantes ambientales importantes (Kirk et al. 1992; Shah et al. 1992; Boyle 1995) . En el cultivo en estado sólido, el micelio no puede cuantificarse directamente debido a su fuerte conexión con la matriz sólida. Sin embargo, esta medición es esencial para la optimización de un proceso de producción de inóculo, así como para la aplicación final en el suelo. Para resolver este problema, se han descrito diferentes métodos indirectos (Scotti et al. 2001). La quitina es una poli-N-acetilglucosamina, uno de los polímeros más frecuentes en las paredes fúngicas (Aidoo et al. 1981). Es una reacción de color sensible para estimar hongos, que contienen quitina. El método se basa en la desacetilación alcalina de quitina a quitosano, y se determina colorimétricamente con 3-metil-2-benzotiazolona hidrazona. La glucosamina observada se relaciona con el peso seco de hongos por hongos que crecen en caldo de extracto de malta (Ride y Drysdale 1972). Nuestra investigación anterior informó resultados significativos sobre la biorremediación en estado sólido en condiciones estériles por hongos de podredumbre blanca como Pleurotus ostreatus y Ganoderma australe (Rigas et al. 2003, 2005a, b, 2007; Papadopoulou et al. 2006a, b). En el presente estudio, la biodegradación de lindano por Pleurotus ostreatus en suelo contaminado no estéril se aplicó mediante tecnología de cultivo terrestre in situ hasta 4 semanas. Los factores (variables) investigados fueron el contenido de paja X1 (%) y el contenido de lindano X2 (ppm). Los parámetros de optimización (respuestas) seleccionados fueron tasa de biodegradación Y1 (μg d − 1), tasa de crecimiento de biomasa Y2 (mg d − 1), biodegradación / biomasa Y3 (μg mg − 1), carbono orgánico total Y4 (%), orgánico total nitrógeno Y5 (%) y carbono orgánico total / nitrógeno orgánico total Y6.

2. Materiales y métodos

2.1 Organismo y condiciones culturales

 Pleurotus ostreatus se cultiva comúnmente en Grecia y se utiliza en la producción comercial de hongos. En el presente estudio, se utilizó una cepa comercial de este hongo, que se suministró de la colección de hongos de la National Agricultural Research Foundation (AMRL 141). Se ha descrito previamente por su potencial ligninolítico y biodegradable en cultivos líquidos previamente por Rigas et al. (2005a, b). Los cultivos de reserva se mantuvieron en agar papa dextrosa a 4 ° C, con subcultivo periódico. Los cultivos se mantuvieron asépticamente a 25 ° C en agar papa dextrosa (PDA), compuesto de (g L − 1): papas peladas 200, dextrosa 20 y agar 15. El desove de la cepa anterior se preparó en mijo esterilizado, suplementado con 1,5 % CaSO2 ∙ H2O y 3% CaCO3 e incubado a 25 ° C. Después de 3 semanas de crecimiento, el cultivo (5%) se usó como inóculo en el medio suelo - paja - aserrín para la estimación de la degradación de lindano y la determinación de biomasa en el sistema de estado sólido no estéril.

2.2 Medios y condiciones de crecimiento

 Los medios de crecimiento utilizados fueron suelo franco arcilloso, paja de trigo y aserrín (roble). La mezcla no estéril de tierra (350 g), paja y aserrín (80:20 respectivamente) se colocaron en bandejas de acero inoxidable (acero inoxidable 18/8) con dimensiones 26 × 16 × 5 cm. Todos los cultivos y controles en el estudio se realizaron por triplicado. La pureza del lindano fue del 99% y se adquirió de Sigma-Aldrich. El crecimiento de hongos se estimó mediante el método de determinación de Nacetilglucosamina.

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