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Title

Hongos de la podedumbre blanca: deslignificación y control biológico del pitch en Eucalyptus globolus

AuthorsSperanza, Mariela
AdvisorMartínez, María Jesús ; Bettucci, Lina
KeywordsDelignification
Pitch
Eucalyptus globulus
Extractives
Laccase
LTSEM
Microscopy
Wood-rotting fungi
Issue Date2003
PublisherCSIC - Centro de Investigaciones Biológicas (CIB)
Universidad de la República (Uruguay)
AbstractLa fermentación en estado sólido (SSF) de madera de Eucalyptus globulus y de pasta kraft de eucalipto utilizando hongos basidiomicetes de la podredumbre blanca aislados en Uruguay ha sido estudiada, con el fin de evaluar el potencial descomponedor de algunas especies y al mismo tiempo seleccionar cepas efectivas en la deslignificación y el control biológico del pitch durante la fabricación de pasta de papel. La pérdida de peso producida durante la SSF de la madera in vitro mostró la gran capacidad descomponedora de Phanerochaete aff hiulca, Phlebia chrysocreay especialmente Schizospora paradoxa, basidiomicetes aislados en madera estacionada o en tocones de E. globulus. Además, la actividad degradativa y en especial ligninolítica que presentó Peniophora cinerea reveló que, algunas especies de basidiomicetes endófitos presentes en tejidos sanos de E. globulus están capacitados para degradar este recurso pudiendo desarrollar una importante actividad saprofítica. La selección de cepas basada en la especificidad para degradar la lignina Klason y los esteroles libres y esterificados de E. globulusmostró la capacidad de Dendrophora albobadia, Panus tigrinus, Peniophora lycii y Phanerochaete crassa para degradar estos compuestos en dos meses de SSF de la madera. Las modificaciones estructurales de la lignina de la madera de E. globulus y los mecanismos de degradación fúngica que las originaron fueron puestos en evidencia mediante pirólisis analítica (Py-GC/MS). La degradación fúngica se produjo mediante un ataque a las unidades fenólicas S de la lignina a través de la ruptura de enlaces del tipo Cα-Cβ, y la oxidación de las cadenas laterales, como la oxidación del OH del Cα de las subunidades β-O 4. Mediante Py-GC/MS se demostró que P. crassa fue el hongo que produjo la degradación más eficaz de la lignina en E. globulusde los identificados hasta el momento. Los análisis químicos indicaron que las cepas seleccionadas de P. crassa y P. lycii produjeron en un menor tiempo de incubación, dos semanas, una importante degradación de los esteroles libres y esterificados (89-55 y 77-71% respectivamente) implicados en la producción de pitch en madera de E.globulus . A mayor escala de SSF de la madera durante dos semanas de tratamiento fue posible reproducir la degradación de esteroles con ambos hongos. Además P. crassa duplicó su actividad ligninolítica. La madera tratada con estos hongos fue utilizada como materia prima para la producción de biopasta kraft y blanqueada mediante una secuencia totalmente libre de cloro (TCF). La degradación de esteroles de la madera por P. crassa y P. lycii ocasionó una marcada reducción de estos compuestos en la pasta kraft y los licores negros de cocción. Las propiedades papeleras de la biopasta fueron similares a las obtenidas por métodos convencionales, sin embargo se observo una pérdida de rendimiento de pasta. El pretratamiento fúngico de la madera con P. crassa resulto efectivo en el control biológico de pitch durante la manufactura de pasta kraft TCF, aunque la optimización del proceso debe continuar para encontrar un compromiso entre pérdida de rendimiento, tiempo de tratamiento y reducción de esteroles.
Los análisis de la madera degradada de E. globulus por P. tigrinus y P. crassa mediante diferentes técnicas microscópicas permitió correlacionar los cambios micromorfológicos producidos en la madera con la degradación fúngica de la lignina y los esteroles. La degradación de la lignina producida por P. crassa es selectiva mientras que P. tigrinus, por el contrario, produjo un patrón de degradación no selectivo de los diferentes componentes químicos y celulares de la madera. La composición de la lignina de la laminilla media y de los rincones celulares en la madera de E. globulus parecería ser un factor importante en limitar su desfibración. Para la localización del sitosterol, principal esterol que participa en la generación de pitch en E. globulus, se desarrollo una técnica específica basada en el uso de un antibiótico poliénico filipina. El sitosterol fue localizado principalmente en las paredes celulares y en los depósitos del lumen de las células parenquimáticas. La degradación de estos componentes de la madera por P. crassa y P. tigrinus confirmó la marcada degradación del sitosterol detectada mediante análisis químicos. La tinción con filipina resultó además un método rápido y efectivo para la localización de sitosterol durante la manufactura de pasta TCF de eucalipto en fábrica, tanto en pastas como en depósitos. P. tigrinus mostró la mayor capacidad de bioblanqueo de pasta kraft de eucalipto con la menor pérdida de viscosidad, alcanzando valores similares a los producidos en fábrica con compuestos clorados. La lacasa fue la principal enzima producida por P. tigrinus durante la SSF y en cultivo líquido en presencia de peptona. En cultivo líquido la lacasa fue inducida más efectivamente con pasta de eucalipto, la enzima mayoritaria es probablemente una proteína dimérica con un Mr de 31 kDa en SDS-PAGE y de alrededor de 60 kDa en columna de exclusión molecular. Esta enzima purificada y caracterizada oxidó sustratos típicos de las lacasa. Sin embargo podría ser una nueva lacasa de P. tigrinus ya que presentó también actividad sobre guayacol y catecol, a diferencia de otras lacasas descritas en este hongo. Algunos estudios complementarios están siendo realizados para confirmar esta hipótesis.
Description172 p.-39 fig.-10 p.
URIhttp://hdl.handle.net/10261/161201
Appears in Collections:(CIB) Tesis
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