Caracterización de cepas fúngicas nativas secretoras de enzimas hidrolíticas para su utilización en la producción y biorefinación de bioetanol de tercera generación

Abstract

La producción de biocombustibles como biodiesel y bioetanol representan una fuente de energía alternativa con gran potencial para cubrir en parte la demanda actual y futura de combustibles. Particularmente, los de tercera generación son los que se producen a partir de biomasa de microorganismos fotosintéticos y están en plena etapa de investigación y desarrollo. Uno de los principales desafíos para maximizar los rendimientos, es la exploración de alternativas más económicas y prácticas para sustituir total o parcialmente los actuales procesos físico-químicos necesarios para hidrolizar la biomasa de las microalgas. Es por ello, que los microorganismos con capacidad de producir enzimas líticas representan una alternativa promisoria para conservar características deseables de los productos de hidrólisis. El objetivo de este trabajo fue identificar cepas fúngicas nativas procedentes de una colección y evaluar su capacidad de producir enzimas líticas y capaces de hidrolizar biomasa de microalgas con el fin de diseñar cócteles enzimáticos con potencial biotecnológico. Para ello, se realizó un screening cualitativo de 11 cepas, pertenecientes a 7 géneros fúngicos, nativos de la Provincia de Buenos Aires. En forma individual, se cultivó cada una de las cepas en diferentes medios sólidos suplementados con sustratos como celulosa, almidón y esculina, que permitieran visualizar mediante cambios de color y formación de halos la hidrólisis de celulosa, celobiosa y almidón, por ser los principales componentes de la pared celular de las microalgas. Bajo estas condiciones, Aspergillus niger, Alternaria alternata, Trichoderma brevicompactum y T. harzianum fueron los aislamientos que mostraron mayores halos de hidrólisis en los tres sustratos ensayados. Las cuatro cepas se cultivaron en forma individual en un medio líquido apropiado para inducir la producción de enzimas. Se determinó la capacidad de hidrolizar almidón a 45°C, en 4 intervalos de tiempo durante 24h. Los cócteles enzimáticos procedentes de tres de las cepas hidrolizaron entre el 10 y el 50% del sustrato con una cinética michaeliana, siendo el cóctel enzimático proveniente de A. alternata el más eficiente. Estos estudios contribuirán a desarrollar un protocolo reproducible para cuantificar la hidrólisis de distintos sustratos complejos y que permitan seleccionar de manera eficiente cepas fúngicas secretoras de enzimas hidrolíticas de biomasa algal.