RESUMO
RESUMEN Los residuos agrícolas son una fuente de celulosa que puede ser aprovechada para producir enzimas hidrolíticas, como las celulasas, mediante acción microbiana. Estas celulasas son utilizadas en procesos extractivos de biomoléculas, en la producción de biogás, en la industria textil, detergente, alimentaria y del papel. El propósito del estudio es la obtención de celulasas bacterianas utilizando residuos orgánicos, generados en plazas de mercado. Se realizaron dos medios de cultivo (A1 y A2), a partir de ameros de mazorca y cáscaras de leguminosas, ajustando el pH del medio A1 a 7,0 y el de A2 a 5,0. Los medios fueron fermentados por 75 horas, mediante la cepa bacteriana C6M2, aislada de residuos de plazas de mercado, monitoreando la actividad enzimática, la concentración de azúcares reductores y la celulosa residual. La máxima actividad celulolítica se logró a las 56 horas de fermentación en A1 y a las 32 horas, en A2. El extracto enzimático se precipitó, dializó y ultrafiltró, obteniendo una actividad final de 9,07 ± 0,48 U/mL. Los ameros y las cáscaras de leguminosa se pueden aprovechar como sustratos en la producción de celulasas, con posibles aplicaciones en procesos donde requieran bajos grados de pureza.
ABSTRACT Agricultural wastes are a source of cellulose that could be used to produce hydrolytic enzymes such as cellulases by microbial action. Cellulases are used in the extractive process of biomolecules, in biogas production, textile, detergent, food, and paper industry. The study purpose is the obtention of bacterial cellulases using organic wastes generated in marketplaces. Two culture media were done (A1 and A2) with corn cob leaves and legume seed pods adjusting the A1 medium pH at 7.0 and the A2 pH at 5.0. The media were fermented for 75 hours by the bacterial strain C6M2, isolated from marketplace wastes, and the enzyme activity, reducing sugar concentration, and residual cellulose were monitored. The maximum cellulolytic activity was obtained at 56 hours of fermentation in A1 and in A2 it was at 32 hours. The enzyme extract was precipitated, dialyzed and ultra-filtrated obtaining a final activity of 9.07 ± 0.48 U/mL. The corn cob leaves and legume seed pods can be used as substrates in the production of cellulases which might be applied in processes with low requirements of enzyme purity.
RESUMO
RESUMEN Las amilasas y celulasas de origen microbiano se han utilizado desde hace más de tres décadas en la industria. El aislamiento de microorganismos nativos con capacidad amilolítica y celulolítica es el punto de partida para aprovechar la biodiversidad microbiana en la producción de amilasas y celulasas con características específicas que permitan obtener nuevos productos y optimizar procesos industriales donde estas sean aplicables. El objetivo de este trabajo fue aislar, a partir de suelo de cinco humedales en Bogotá, cepas microbianas productoras de enzimas amilolíticas y celulolíticas. Se realizó la medición de halos de hidrólisis en agar almidón y agar carboximetilcelulosa. Se evaluó la actividad enzimática por medio de la producción de azúcares reductores, determinados mediante la técnica del ácido 3,5 dinitrosalicílico. Se seleccionaron cuatro aislamientos amilolíticos diferentes, todos identificados como Bacillus amyloliquefaciens, con actividades entre 480±35 y 752±33 U/mL a 60°C. Cinco aislamientos celulolíticos diferentes fueron seleccionado, dos identificados como Bacillus amyloliquefaciens, dos como Yersinia massiliensis y uno como Stenotrophomonas nitritireducens, con actividades enzimáticas entre 13.82 ± 2.5 y 19.11 ± 2.3 U/mL a 50°C. Estos resultados demuestran que dentro de la biodiversidad de los suelos de humedales de Bogotá existen microrganismos productores de amilasas y celulasas que podrían ser aplicadas en procesos industriales.
ABSTRACT The amylases and cellulases obtained from microorganisms have been used since more than three decades in industry. The isolation of native microbial strains with amylolytic and cellulolytic ability is the starting point to make the best of microbial biodiversity and support the production of amylases and cellulases with novel characteristics to obtain new products and optimize industrial processes where these enzymes can be applied. The objective of this work was to isolate microbial strains with the capacity to produce amylolytic and cellulolytic enzymes from the soil of five wetlands in Bogotá. Hydrolysis halos measurements in starch agar and carboxymethylcellulose agar were performed. The enzymatic activity was determined through the production of reducing sugars which were determined by 3,5-dinitrosalicylic acid method. Four different amylolytic isolations were selected and all of them were identified as Bacillus amyloliquefaciens. The amylolytic activity was between 480 ± 35 and 752±33 U/mL at 60°C. Five different cellulolytic strains were selected and two of them were identified as Bacillus amyloliquefaciens, two as Yersinia massiliensis and one as Stenotrophomonas nitritireducens. Their cellulolytic activities were from 13.82 ± 2.51 to 19.11 ± 2.3 U/mL at 50°C. These results demonstrate that as a part of the Bogota wetlands soil biodiversity there are microorganisms producing amylases and cellulases which might be applied in industrial processes.