lic. ciencias naturales y educación ambiental.. investigador integrante semillero de investigación...

Producción de Enzimas Ligninoliticas Fúngicas en

Cultivos de Basidiomicetos sobre

material residual vegetal de solanum quitoence y pasiflora maliformis l. en

el departamento del Huila.

Lic. Ciencias Naturales y Educación Ambiental.


SONIA ECHEVERRY HERNÁNDEZ

Asesora

InvestigadorFABIAN HUMBERTO ROJAS

Integrante semillero de investigación VIRHOBAC

Línea de Investigación


PRODUCCION DE ENZIMAS LIGNINOLITICAS FUNGICAS, EN CULTIVO DE BASIDIOMICETOS SOBRE MATERIAL VEGETAL RESIDUAL DE Solanum Quitoense Var Septentrionale Y Pasiflora Maliformis L., POR F.E.S EN EL DEPARTAMENTO DEL HUILA. Pertenece a la Línea de Microbiología, Debido a que se Trabajara con un Hongo macroscópico.


AntecedentesCon la modernización de la agricultura, el uso masivo de agroquímicos y fertilizantes comenzó, con el objetivo de mejorar la productividad del campo. Estos objetivos se han logrado, a pesar de los efectos secundarios ocasionados por la utilización intensa y abusiva de dichos productos.Por ende el ser humano con el pasar de los tiempos ha intentado desarrollar métodos productivos eficientes, apuntando siempre a la bioremediacion del medio explotado, dando uso y fin a los residuos derivados de todos estos procesos de producción agroalimentaria.


Karina E. MOTATO R.Amanda I. MEJÍA G. Ángela LEÓN P.Universidad de Antioquia 2006 Facultad de química farmacéutica.EVALUACIÓN DE LOS RESIDUOS AGROINDUSTRIALES DE PLÁTANO (Musaparadisíaca) Y ASERRÍN DE ABARCO (Cariniana piriformes) COMO SUSTRATOSPARA EL CULTIVO DEL HONGO Pleurotus djamor

NacionalesInternacionales

DEISY FERNANDA CHAPARRODIANA CAROLINA ROSAS

universidad javeriana 2006 FACULTAD DE CIENCIAS MICROBIOLOGÍA

INDUSTRIAL.AISLAMIENTO Y EVALUACION DE LA

ACTIVIDAD ENZIMATICA DE HONGOS DESCOMPONEDORES DE MADERA EN LA

RESERVA NATURAL LA MONTAÑA DEL OCASO, QUIMBAYA-QUINDIO

CAROLINA ARBOLEDAANDRES GIRALDOFREIMAR SEGURA

Universidad de Antioquia 2003FACULTAD DE QUÍMICA FARMACÉUTICA.

OBTENCIÓN DE LA ENZIMA LIGNINOPEROXIDASA POR FERMENTACION

EN ESTADO SOLIDO DEL PHANEROCHEATE CHYROSPORIUM SOBRE

CAPACHO Y TUSA DE MAIZ

Nora García Oduardo, Rosa Catalina Bermúdez Savón, Suyén Rodríguez Pérez, IsabelArelis Aguilera Rodríguez, Ansoumane KouroumaCentro de Estudio de Biotecnología Industrial (CEBI) cuba 2010POTENCIAL BIOTECNOLÓGICO DE LA PULPA DE CAFÉ PARA PRODUCIR ENZIMAS LIGNINOLÍTICAS POR FES.

Gustavo Dávila y Rafael Vázquez-DuhaltUniversidad autónoma de México 2006. - Depto. Bioquímica, Fac Medicina.ENZIMAS LIGNINOLÍTICAS FÚNGICAS PARA FINES AMBIENTALES.


JustificaciónLa contaminación en suelos, es el producto de la utilización de compuestos sintéticos, resultante de los procesos de producción agroalimentarios del departamento del Huila y el país en general.Debido a ello por medio de la microbiología y la biotecnología se pretende minimizar este impacto ambiental, implementando métodos que permitan sacar provecho de todas las actividades implicadas en el desarrollo de la industria agrícola, orientándola y tomándola como una alternativa más para realizar labores de bioremediacion y detoxificacion de nuestros suelos, sometidos a la exposición de tóxicos químicos, que en la actualidad son una fuente gradual de aumento en los trastornos orgánicos y enfermedades de tipo degenerativo de los sustratos a nivel regional, dedicados especialmente al cultivo de pasiflora maliformis l y solanum quitoence var septentrionale.Por otro lado se busca otorgarle un valor agregado a la producción del fruto que identifica la cultura huilense, como lo es la cholupa (pasiflora maliformis l.).Sin olvidar que este estudio aportará avances significativos en el campo microbiológico y biotecnológico, gracias a la introducción de basidiomicetos en procesos de bioremediacion en nuestro entorno y de gran interés para la comunidad agrícola regional, permitiendo además, que los proyectos realizados y las futuras investigaciones dentro del programa de Licenciatura en educación básica con énfasis en Ciencias Naturales y educación ambiental contribuyan a la formación de los futuros licenciados, tanto en el campo disciplinar como en el campo investigativo.


Problema de Investigación

Los procesos de producción agrícola en la actualidad son procesos eficientes, que requieren un control y cuidado exhaustivo para alcanzar la máxima calidad en un producto; sin embargo, con el pasar de los años estos procesos han dejado una huella significativa de forma negativa en nuestro ambiente, las técnicas de control que se implementan en la producción involucran compuestos xenobióticos, sustancias que gracias a su naturaleza química persisten durante mucho tiempo en la biosfera convirtiéndose en contaminantes potenciales


El departamento del Huila, actualmente, es una de las regiones más importantes debido a su producción en “lulo” y “cholupa”, especialmente Passiflora maliformis l. (cholupa); este producto tiene un reconocimiento agroalimentario a nivel local y nacional (particularmente en la región andina), sin olvidar que es demandado en otras regiones de Colombia y en el exterior por el “mercado de nostalgia”.La “cholupa” actualmente es un activo rural y es constituido patrimonio territorial que cobra realce día a día por su distinción y reconocimiento. Los procesos determinados para la obtención de dichos productos implementan una serie de técnicas de control y protección, donde son utilizados diversos productos xenobioticos que cumplen la función de plaguicidas, fungicidas, pesticidas, herbicidas etc. Dichos compuestos sintéticos permanecen cosecha tras cosecha convirtiendo nuestro territorio productivo en suelos infértiles debido a la contaminación.


utilizar los residuos vegetales derivados

de la siembra y recolección de pasiflora

maliformis l. y solanum quitoence var

septentrionale. implementandolos como

sustratos para el cultivo de

basidiomicetos encargados de producir

metabolitos secundarios con fines de

bioremediacion y detoxificacion de

suelos productivos .

Propuesta

Pregunta problema¿pueden Los residuos vegetales,

derivados de la producción de “lulo” y “cholupa” en el

departamento del Huila, ser fuente de nutrientes para el

cultivo de basidiomicetos productores de enzimas con fines de bioremediacion en

suelos?


Objetivo GeneralProducir enzimas ligninoperoxidasa y manganeso peroxidasa, por cultivo de basidiomicetos, tomando como sustrato los residuos vegetales de Solanum Quitoence y Pasiflora Maliformis L. aplicando el método por F.E.S.


Objetivos EspecíficosEvaluar la calidad de los sustratos utilizados (residuos de solanum quitoence y pasiflora maliformis l.) para el cultivo de basidiomicetos en la producción de enzimas ligninoliticas.

Determinar el rango de acción de las enzimas LiP y MnP en la detoxificacion de suelos huilenses.

Implementar campañas de control de Xenobioticos y Nuevas practicas de bioremediacion con basidiomicetos en el sector agrícola, divulgando los resultados obtenidos en el transcurso de la investigación


Hipótesis

•Se Estandarizara una técnica para la detoxificacion de suelos partiendo de enzimas producidas por basidiomicetos.Aumentara el uso

de residuos sólidos de tipo vegetal , otorgando un aprovechamiento neto y manejo integral a los derivados del proceso de cultivos de pasifloras y solanum quitoence.


Con más de 22.000 especies los Basidiomicetos constituyen el segundo grupo en importancia entre los hongos superiores que se caracterizan por tener núcleo dicariótico.Se diferencian de los Ascomicetos por la mayor importancia y duración de la fase dicariótica y, ante todo, porque las esporas que se originan después de la meiosis no son endosporas, sino exósporas, que se forman en general en número de cuatro en la superficie de la célula esporífera, que se denomina basidio.

BASIDIOMICETOS


Generalidades Nombre común Cholupa, Gulupa Nombre científico Pasiflora Maliformis Genero Pasiflora Familia Pascifloráceae Tipo Fruta OrigenFruta originaria del trópico andino,siendo civilizada en Colombia. Países productoresColombia

CHOLUPA

Lulo


CHOLUPA Lulo


La lignina, después de la celulosa, es el mayor componente de la materia vegetal y la forma más abundante de material aromático en la biosfera. La madera y otros tejidos vasculares contienen alrededor del 20-30% de lignina. La mayor parte de ésta se encuentra dentro de las paredes celulares, entremezclada con las hemicelulosas y formando una matriz que rodea las ordenadas microfibrillas de celulosa. Este compuesto provee de rigidez a las plantas superiores ya que actúa como pegamento entre las fibras de celulosa formando la lámina media. Además, protege a los carbohidratos fácilmente degradables (celulosa, hemicelulosa) de la hidrólisis enzimática microbiana.

LIGNINA


La capacidad para catabolizar la celulosa y hemicelulosa es una característica común para diversos hongos y otros microorganismos. Por el contrario, al ser la lignina un heteropolímero muy recalcitrante, solamente es mineralizado (transformado hasta dióxido de carbono y agua) en forma limitada por algunas bacterias y extensivamente por un grupo de hongos . Estos hongos ligninolìticos, denominados hongos de la pudrición blanca de lamadera, comprenden un grupo de organismos cuya característica es su capacidad para mineralizar eficientemente la lignina. Presumiblemente, esta degradación selectiva les permite tener acceso a la celulosa y hemicelulosa, las cuales finalmente representan su fuente de carbono y energía.

Microorganismos Ligninolìticos


Los hongos ligninolíticos han desarrollado un sistema enzimático único y no específico que funciona en el ambiente extracelular. El mecanismo del sistema degradador de lignina está basado en la producción de radicales libres. La enorme diversidad estructural de los contaminantes que son degradados por estos hongos, les confiere un uso potencial en biorremediación. Estos hongos han sido efectivos en la degradación de una diversidad de contaminantes ambientales peligrosos.


Metodología

Enfoque de la Investigación

propone implementar los residuos agroalimentario derivados de la

producción de lulo y cholupa como sustratos para el cultivo de

basidiomicetos productores de enzimas detoxificadoras.

método inductivo - deductivo dado a que se inferirá de lo particular a lo

general


ETAPA PRELIMINAR

EXPERIMENTACION

DIBULGACION DE RESULTADOS

inicia con una revisión bibliográfica acerca de: técnicas

de producción de enzimas, hongos macroscópicos,

sustratos.

consiste en un análisis detallado del método

de producción de enzimas partiendo de

basidiomicetos utilizando la técnica

FES, realizando prácticas en los laboratorios de biología de la Universidad

Surcolombiana

se informara del proceso de la

investigación, los resultados que se obtuvieron y los

métodos de cómo será la

implementación de enzimas en la

detoxificacion de suelos.

Desarrollo de la investigación


AISLAMIENTO VEGETATIVO

AISLAMIENTO CON

ESPORAS


INOCULACION

Adecuación del material ligninocelulosico

• SEPARADO• SECADO

•ESTERILIZADO

• TAMIZADO


Montaje F.E.S

ANALISIS QUIMICO


Alcances Y LimitacionesCon la implementación de este proyecto, los desechos vegetales derivados de la producción de lulo y cholupa tendrán un aprovechamiento integral con fines de bioremediacion y detoxificacion de aquellos suelos utilizados para dichos procesos de producción agroalimentaria otorgando un valor agregado a dicha actividad.

Invitando a la innovación y al aprovechamiento de residuos con la capacitación al sector agrario y sectores afines.


TIEMPO MES 1 2 3 4 5 6 7 8

ETAPA 1 REVISION BIBLIOGRAFICA

EXPERIMENTACION ETAPA 2

ANALISIS DE DATOS

REALIZACION DE ENSAYOS

ETAPA 3 SOCIALIZACION DE RESULTADOS

PUBLICACION

Cronograma

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