Bioprospección en agroresiduos lignocelulósicos: Streptomyces albus CAS922 versus bacterias competidoras en estado sólido

Abstract

Los residuos generados por la actividad agrícola se encuentran entre los más abundantes del planeta. Con el fin de reutilizar este material, las biorrefinerías transforman los azúcares simples de esta biomasa lignocelulósica en biocombustible y diversos compuestos de interés industrial. No obstante, el pretratamiento para degradar la lignocelulosa genera inhibidores lo que disminuye los rendimientos. En la naturaleza los sustratos lignocelulósicos se descomponen gracias a la acción de consorcios microbianos que crecen allí en estado sólido. La así llamada fermentación en estado sólido (FES) ha demostrado potencial como estrategia de cultivo para la producción microbiológica de enzimas y diversos metabolitos de interés industrial. No obstante, existen aspectos poco explorados como la descontaminación del sustrato sólido, su capacidad de reducir la carga microbiana, generar compuestos inhibidores, degradar nutrientes y las respectivas consecuencias sobre el crecimiento del microorganismo productor. Las estrategias de bioprospección deberían considerar no sólo la productividad de la cepa sino también su capacidad para tolerar las condiciones de cultivo.Recientemente, S. albus CAS922 fue aislada a partir de cáscara de girasol. En el presente trabajo nos propusimos evaluar su crecimiento en estado sólido y su competitividad frente a losmicroorganismos nativos del propio sustrato. Con un fin comparativo, se estudiaron otras dos cepasaisladas a partir de suelo: Streptomyces sp. SUE01 y Streptomyces sp. 3501. Se analizaron los efectos de la temperatura, el pH y diferentes procedimientos de descontaminación del sustrato sobre el crecimiento de los microorganismos.Como sustrato se utilizó cáscara de girasol y sustrato residual obtenido del cultivo de Pleurotus ostreatus en cáscara de girasol. Ambos sustratos fueron sometidos a autoclavado y pasteurización. Luego de incubar durante 24 y 48 h en estado sólido (65% humedad), se realizaron recuentos en placa tanto de las cepas inoculadas como de las bacterias nativas del sustrato que sobrevivieron al tratamiento térmico. Los efectos de la temperatura se evaluaron en sustrato residual pasteurizado (SRP) incubando las tres cepas a 37 °C y 45 °C por 24 y 48 h. Para evaluar los efectos del pH, el SRP fue tamponado con buffer fosfato a pH 7 y pH 8.Los recuentos en SRP fueron superiores a los obtenidos en otros sustratos y procedimientos de descontaminación. Entre las tres cepas evaluadas, CAS922 presentó los mayores recuentos. El aumento del pH favoreció diferencialmente el crecimiento de esta cepa con respecto a las bacterias competidoras propias del sustrato.El aislamiento de microorganismos degradadores a partir de los mismos sustratos a degradar resultó una estrategia exitosa en la bioprospección de cepas mejor adaptadas y más resistentes a la metodología de cultivo.