Biodegradación de residuos lignocelulósicos secundarios por Pleurotus spp
Resumo
Uno de los procesos más viables económicamente para la bioconversión de residuos lignocelulósicos es la producción de setas comestibles por fermentación en estado sólido (FES), alcanzándose como resultado del proceso, productos de alto valor agregado. Es importante evaluar el grado de biodegradación que presentan los diferentes sustratos por Pleurotus, pues es un proceso de dependencia multifactorial. El objetivo de este trabajo es realizar la valoración de la biodegradación de los residuales: pulpa de café, cáscara de cacao y otros. Se utilizaron los criterios de bioconversión, eficiencia biológica, la relación Carbono/Nitrógeno (C/N) y los cambios en la composición inicial y final de los residuos. Se muestran variaciones en: C/N, fibra bruta, lignina, polifenoles, cafeína, materia orgánica, y en los niveles de bioconversión en ambos residuos. Los más notorios fueron las disminuciones en el contenido de cafeína, fibra bruta, C/N, lignina y polifenoles. En la valoración realizada de diferentes residuales, se evidencia la importancia que tiene la especie Pleurotus empleada, la composición química y las características físicas de los residuales para el desarrollo y crecimiento del Pleurotus y por tanto, para su biodegradación. Algunos factores muestran una relación directa o indirecta con la biodegradación, pero no se pueden considerar condicionantes absolutas pues están sujetas a la influencia de otros muchos factores. El cultivo de setas Pleurotus spp puede ser considerado como un proceso biotecnológico prominente para la reducción y valorización de residuos, los cuales pueden usarse para producir productos de valor añadido y por tanto aportar a la economía circular.
Referências
1. VARGAS, YA, PÉREZ, LI. Aprovechamiento de residuos agroindustriales en el mejoramiento de la calidad del ambiente. Revista Facultad de Ciencias Básicas, 2018, 14(1):1-14. ISSN 1900-4699.
2. GRANDE, C. Valoración biotecnológica de residuos agrícolas y agroindustriales. Cali: Editorial Bonaventuriana, 2016. ISBN 978-958-8785-81-3.
3. PHILIPPOUSSIS, A et al. Agro-food industry wastes and agricultural residues conversion high value products by mushroom cultivation”. Proceeding of 7th International Conference on Mushroom Biology and Mushroom Products (Arcachon, France, 4-7 October, 2011). Vol. I. 344-356.
4. GRIMM, D; Wösten, HAB. Mushroom cultivation in the circular economy. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2018, 102, 7795–7803, doi: 10.1007/s00253-018-9226-8.
5. VELLAICHAMY, Y et al. Fermentation Technology: A Viable Tool for Bio-conversion of Lignocellulosic Biomass into Value-Added Products. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 2020, 9, 7. ISSN: 2319-7706.
6. MUSWATI, C et al. The effects of different substrate combinations on growth and yield of oyster mushroom (Pleurotus ostreatus). International Journal of Agronomy. 2021, 20, 1-10, Article ID 9962285.
7, PIÑA, AB, NIETO, DA et al. Utilización de residuos agrícolas y agroindustriales en el cultivo y producción del hongo comestible seta (Pleurotus spp.). Rev. Int. Contam. Ambient. 2016, 32 (Especial Residuos Sólidos), 141-151. DOI: 10.20937/RICA.2016.32.05.10. ISSN 0188-4999
8. KUMLA, J, et al. Cultivation of mushrooms and their lignocellulolytic enzyme production through the utilization of agro-industrial waste. Molecules, 2020, 25, 2811, doi: 10.3390/molecules25122811. ISSN: 1420-3049.
9 .SINGH, V. Biodegradation of lignocellulosic wastes by cultivation of mushrooms as nutrient source. International Journal of Science and Research (IJSR). 2019, 9, 5, 802-808. ISSN: 2319-7064. DOI: 10.21275/SR20512180147.
10. FONTALVO, L, et al. Efecto de residuos agroforestales parcialmente degradados por Pleurotus ostreatus sobre el desarrollo de plántulas de tomate. Acta Biológica Colombiana, 2013, 18, 2, 365-374. e-ISSN: 1900-1649.
11. GRIMM, W, et al. Integration of mushroom production into circular food chains. Springer Nature. Org. Agr. B.V. Thünen-Institut of Agricultural Technology, 2020, Braunschweig, Germany.
12. MORRIS, HJ, et al. Capítulo VI. Otros usos de los macromicetos en hongos comestibles y medicinales en Iberoamérica: investigación y desarrollo en un entorno multicultural. Editores Sánchez JE y Mata G, INECOL-ECOSUR, México, 2012, ISBN-978-607-7637-73-8
13. GARCÍA, N. Producción de setas comestibles y enzimas lacasas por fermentación en estado sólido de la pulpa de café con Pleurotus spp. Tesis de Doctor en Ciencias Técnicas. Centro de Estudios de Biotecnología Industrial. Universidad de Oriente. Santiago de Cuba. 2008. 150pp
14. PHAN, CW, SABARATNAM, V. Potential uses of spent mushroom substrate and its associated lignocellulosic enzymes. Applied Microbiology and Biotechnology, 2012, 96, 863-873.
15. GORDANA, Š, et al. A Comprehensive review on valorization of agro-Food industrial residues by solid-state fermentation. Food 2021, 10, 927. https://doi.org/10.3390/foods10050927
16. CHANG, ST. Mushroom cultivation using the “Zeri” principle: potential for application in Brazil. Micología Aplicada Internacional, 2007, 19, 2, 33–34. ISSN 1534-2581. Berkeley, CA, U.S.A.
17. PÉREZ, J, et al. Biodegradation and biological treatments of cellulose, hemicellulose and lignin: an overview. Int. Microbiol. 2002, 5, 53-63. DOI:10.1007/s10123-002-0062-3
18. SÁNCHEZ, C. Lignocellulosic residues: Biodegradation and bioconversion by fungi. Biotechnol. Adv. 27, 185-194. http://dx.doi.org/10.1016/j.bio-techadv.2008.11.001
19. KURT, S. y BUYUKALACA, S. Yield performances and changes in enzyme activities of Pleurotus spp. cultivated on different agricultural wastes. Bioresource Technol. 2010, 101, 3164-3169. http://dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2009.12.011
20. YOUNG, R. y AKHTAR, M. (editores) Environmentally friendly technologies for the pulp and paper industry. John Wiley y Sons, Inc. New York, EUA. 1998, 577 pp. ISBN: 978-0-471-15770-0.
21. KUDRYAVTSEVA, O, et al. Fungal proteolytic enzymes: Features of the extracellular proteases of xylotrophic basidiomycetes. J. Microbiol. 2008, 77, 643-653. DOI: 10.1134/S0026261708060015.
22. RODRÍGUEZ, S. Decoloración de los residuales de la Pasteurización de la pulpa de café y la vinaza por Pleurotus sp. Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Biológicas. 2006. Centro de Estudios de Biotecnología Industrial. Universidad de Oriente.
23. BERMÚDEZ, RC, et al. Cultivation of Pleurotus on agricultural substrates in Cuba. Micología Aplicada Internacional. 2001, 13, 25-29. ISSN 1534-2581. Berkeley, CA, U.S.A.
24. ÁLVAREZ, LM, et al. Influencia de tres residuos lignocelulósicos en la producción de Pleurotus ostreatus cepa CCEBI 3024. Ciencia e Innovación Tecnológica, vol. II. Capítulo Ciencias Aplicadas. Coedición Editorial Académica Universitaria y Revista Opuntia Brava. 2018. ISBN 978-959-722.
25. BERMÚDEZ, RC y GARCIA N. Capítulo 27. Cultivo de setas comestibles (Pleurotus) en el Centro de Estudios de Biotecnología Industrial, Cuba. En: Daniel MARTINEZ, Hacia un desarrollo sostenible del sistema de producción-consumo de los hongos comestibles y medicinales en Latinoamérica: Avances y Perspectivas en el Siglo XXI. Puebla, México: 2010, pp. 489-512. ISBN 970-9752-01-4.
26. BERMÚDEZ, RC, et al. Evaluación de la productividad de dos cepas de Pleurotus spp sobre pulpa de café Coffea canephora. Revista Tecnología Química. 2018, 38(2) 290-298. ISSN: 2224-6185.
27. ELSISURA, I. Growth and yield performance of oyster mushroom cultivated in combined cassava peels, coconut residue and coffee waste substrates. American Journal of Environment and Climate. 2022, 1(1), 1-11. ISSN: 2832-403X (Online) DOI: https://doi.org/10.54536/ajec.v1i1.206 https://journals.e-palli.com/home/index.php/ajec
28. BERMÚDEZ, RC, et al. Evaluación del sustrato remanente de setas Pleurotus sp. en la producción de posturas de Carica papaya Lin. Revista Tecnología Química. 2021, 41(2), 428-442. ISSN: 2224-6185.
29. RODRÍGUEZ, N y JARAMILLO, V. Cultivo de hongos comestibles del género Pleurotus sobre residuos agrícolas de la zona cafetera. Boletín Técnico No.27, Centro Nacional de Investigaciones del Café. CENICAFE, Chinchiná-Caldas-Colombia. 2005. ISBN 0128-047X.
30. OMARINI, A. Producción intensiva sobre desechos lignocelulósicos, análisis nutricional y cualidades organolépticas de Polyporus tenuicolus (Polyporaceae, Basidiomycetes). Biodeterioro y biotransformación del sustrato. Tesis Doctoral en Biología Molecular y Biotecnología. Instituto tecnológico de Chascomus. 2012. Universidad Nacional General San Martin. Argentina. 182 pp.
31. RAHARDJO, Y, et al. Modeling conversion and transport phenomena in solid-state fermentation: A review and perspectives. Biotechnology Advances. 2006, 24, 161-179. ISSN 0734-9750.
32. RAVERA, C, et al. Aprovechamiento de los residuos agrícolas. Procesamiento de la caja del maní, su conversión biológica y productos. I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos. REDISA. Castellón 23-24 de julio 2013. 37, Luna Azul. ISSN 1909-2474.
33. SÁNCHEZ, J y ROYSE, D. La biología y el cultivo de Pleurotus spp. Editorial ECOSUR/ LIMUSA, México. 2002. ISBN 968-18-6357-7.
2. GRANDE, C. Valoración biotecnológica de residuos agrícolas y agroindustriales. Cali: Editorial Bonaventuriana, 2016. ISBN 978-958-8785-81-3.
3. PHILIPPOUSSIS, A et al. Agro-food industry wastes and agricultural residues conversion high value products by mushroom cultivation”. Proceeding of 7th International Conference on Mushroom Biology and Mushroom Products (Arcachon, France, 4-7 October, 2011). Vol. I. 344-356.
4. GRIMM, D; Wösten, HAB. Mushroom cultivation in the circular economy. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2018, 102, 7795–7803, doi: 10.1007/s00253-018-9226-8.
5. VELLAICHAMY, Y et al. Fermentation Technology: A Viable Tool for Bio-conversion of Lignocellulosic Biomass into Value-Added Products. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 2020, 9, 7. ISSN: 2319-7706.
6. MUSWATI, C et al. The effects of different substrate combinations on growth and yield of oyster mushroom (Pleurotus ostreatus). International Journal of Agronomy. 2021, 20, 1-10, Article ID 9962285.
7, PIÑA, AB, NIETO, DA et al. Utilización de residuos agrícolas y agroindustriales en el cultivo y producción del hongo comestible seta (Pleurotus spp.). Rev. Int. Contam. Ambient. 2016, 32 (Especial Residuos Sólidos), 141-151. DOI: 10.20937/RICA.2016.32.05.10. ISSN 0188-4999
8. KUMLA, J, et al. Cultivation of mushrooms and their lignocellulolytic enzyme production through the utilization of agro-industrial waste. Molecules, 2020, 25, 2811, doi: 10.3390/molecules25122811. ISSN: 1420-3049.
9 .SINGH, V. Biodegradation of lignocellulosic wastes by cultivation of mushrooms as nutrient source. International Journal of Science and Research (IJSR). 2019, 9, 5, 802-808. ISSN: 2319-7064. DOI: 10.21275/SR20512180147.
10. FONTALVO, L, et al. Efecto de residuos agroforestales parcialmente degradados por Pleurotus ostreatus sobre el desarrollo de plántulas de tomate. Acta Biológica Colombiana, 2013, 18, 2, 365-374. e-ISSN: 1900-1649.
11. GRIMM, W, et al. Integration of mushroom production into circular food chains. Springer Nature. Org. Agr. B.V. Thünen-Institut of Agricultural Technology, 2020, Braunschweig, Germany.
12. MORRIS, HJ, et al. Capítulo VI. Otros usos de los macromicetos en hongos comestibles y medicinales en Iberoamérica: investigación y desarrollo en un entorno multicultural. Editores Sánchez JE y Mata G, INECOL-ECOSUR, México, 2012, ISBN-978-607-7637-73-8
13. GARCÍA, N. Producción de setas comestibles y enzimas lacasas por fermentación en estado sólido de la pulpa de café con Pleurotus spp. Tesis de Doctor en Ciencias Técnicas. Centro de Estudios de Biotecnología Industrial. Universidad de Oriente. Santiago de Cuba. 2008. 150pp
14. PHAN, CW, SABARATNAM, V. Potential uses of spent mushroom substrate and its associated lignocellulosic enzymes. Applied Microbiology and Biotechnology, 2012, 96, 863-873.
15. GORDANA, Š, et al. A Comprehensive review on valorization of agro-Food industrial residues by solid-state fermentation. Food 2021, 10, 927. https://doi.org/10.3390/foods10050927
16. CHANG, ST. Mushroom cultivation using the “Zeri” principle: potential for application in Brazil. Micología Aplicada Internacional, 2007, 19, 2, 33–34. ISSN 1534-2581. Berkeley, CA, U.S.A.
17. PÉREZ, J, et al. Biodegradation and biological treatments of cellulose, hemicellulose and lignin: an overview. Int. Microbiol. 2002, 5, 53-63. DOI:10.1007/s10123-002-0062-3
18. SÁNCHEZ, C. Lignocellulosic residues: Biodegradation and bioconversion by fungi. Biotechnol. Adv. 27, 185-194. http://dx.doi.org/10.1016/j.bio-techadv.2008.11.001
19. KURT, S. y BUYUKALACA, S. Yield performances and changes in enzyme activities of Pleurotus spp. cultivated on different agricultural wastes. Bioresource Technol. 2010, 101, 3164-3169. http://dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2009.12.011
20. YOUNG, R. y AKHTAR, M. (editores) Environmentally friendly technologies for the pulp and paper industry. John Wiley y Sons, Inc. New York, EUA. 1998, 577 pp. ISBN: 978-0-471-15770-0.
21. KUDRYAVTSEVA, O, et al. Fungal proteolytic enzymes: Features of the extracellular proteases of xylotrophic basidiomycetes. J. Microbiol. 2008, 77, 643-653. DOI: 10.1134/S0026261708060015.
22. RODRÍGUEZ, S. Decoloración de los residuales de la Pasteurización de la pulpa de café y la vinaza por Pleurotus sp. Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Biológicas. 2006. Centro de Estudios de Biotecnología Industrial. Universidad de Oriente.
23. BERMÚDEZ, RC, et al. Cultivation of Pleurotus on agricultural substrates in Cuba. Micología Aplicada Internacional. 2001, 13, 25-29. ISSN 1534-2581. Berkeley, CA, U.S.A.
24. ÁLVAREZ, LM, et al. Influencia de tres residuos lignocelulósicos en la producción de Pleurotus ostreatus cepa CCEBI 3024. Ciencia e Innovación Tecnológica, vol. II. Capítulo Ciencias Aplicadas. Coedición Editorial Académica Universitaria y Revista Opuntia Brava. 2018. ISBN 978-959-722.
25. BERMÚDEZ, RC y GARCIA N. Capítulo 27. Cultivo de setas comestibles (Pleurotus) en el Centro de Estudios de Biotecnología Industrial, Cuba. En: Daniel MARTINEZ, Hacia un desarrollo sostenible del sistema de producción-consumo de los hongos comestibles y medicinales en Latinoamérica: Avances y Perspectivas en el Siglo XXI. Puebla, México: 2010, pp. 489-512. ISBN 970-9752-01-4.
26. BERMÚDEZ, RC, et al. Evaluación de la productividad de dos cepas de Pleurotus spp sobre pulpa de café Coffea canephora. Revista Tecnología Química. 2018, 38(2) 290-298. ISSN: 2224-6185.
27. ELSISURA, I. Growth and yield performance of oyster mushroom cultivated in combined cassava peels, coconut residue and coffee waste substrates. American Journal of Environment and Climate. 2022, 1(1), 1-11. ISSN: 2832-403X (Online) DOI: https://doi.org/10.54536/ajec.v1i1.206 https://journals.e-palli.com/home/index.php/ajec
28. BERMÚDEZ, RC, et al. Evaluación del sustrato remanente de setas Pleurotus sp. en la producción de posturas de Carica papaya Lin. Revista Tecnología Química. 2021, 41(2), 428-442. ISSN: 2224-6185.
29. RODRÍGUEZ, N y JARAMILLO, V. Cultivo de hongos comestibles del género Pleurotus sobre residuos agrícolas de la zona cafetera. Boletín Técnico No.27, Centro Nacional de Investigaciones del Café. CENICAFE, Chinchiná-Caldas-Colombia. 2005. ISBN 0128-047X.
30. OMARINI, A. Producción intensiva sobre desechos lignocelulósicos, análisis nutricional y cualidades organolépticas de Polyporus tenuicolus (Polyporaceae, Basidiomycetes). Biodeterioro y biotransformación del sustrato. Tesis Doctoral en Biología Molecular y Biotecnología. Instituto tecnológico de Chascomus. 2012. Universidad Nacional General San Martin. Argentina. 182 pp.
31. RAHARDJO, Y, et al. Modeling conversion and transport phenomena in solid-state fermentation: A review and perspectives. Biotechnology Advances. 2006, 24, 161-179. ISSN 0734-9750.
32. RAVERA, C, et al. Aprovechamiento de los residuos agrícolas. Procesamiento de la caja del maní, su conversión biológica y productos. I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos. REDISA. Castellón 23-24 de julio 2013. 37, Luna Azul. ISSN 1909-2474.
33. SÁNCHEZ, J y ROYSE, D. La biología y el cultivo de Pleurotus spp. Editorial ECOSUR/ LIMUSA, México. 2002. ISBN 968-18-6357-7.
Publicado
2023-01-05
Como Citar
Bermúdez-Savón, R. C., García-Oduardo, N., Aguilera-Rodríguez, I. A., & Mendoza-Montero, Y. (2023). Biodegradación de residuos lignocelulósicos secundarios por Pleurotus spp. Tecnologia Química, 43(1), 157-173. Recuperado de https://tecnologiaquimica.uo.edu.cu/index.php/tq/article/view/5317
Edição
Seção
Artículos
Este trabalho está licenciado sob a Licença Creative Commons Atribuição-NãoComercia
Universidad de Oriente 