ESTUDIO DE LA DESLIGNIFICACION DE LA PAJA DE TRIGO CON PLEUROTUS PARA LA FABRICACION DE PASTA DE PAPEL.

Autor: CAMARERO FERNANDEZ SUSANA
Año: 1995
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID
Centro de realización: DEPARTAMENTO: MICROBIOLOGIA III PROGRAMA DE DOCTORADO: MICROBIOLOGIA
Centro de lectura: BIOLOGIA
Director: MARTINEZ FERRER ANGEL
Tribunal: MARTINEZ PEINADO JOSE , MARTINEZ LOPEZ JOSE , ROMERO SANCHEZ JAVIER , GONZALEZ VILE FRANCISCO , ESTEVEZ LOPEZ PILAR
Resumen de la tesis

SE HA ESTUDIADO LA FERMENTACION EN ESTADO SOLIDO (SSF) CON HONGOS DEL GENERO PLEUROTUS, COMO UN PRETRATAMIENTO PARA LA FABRICACION DE PASTA DE PAPEL A PARTIR DE PAJA DE TRIGO. ESTOS HONGOS SE DESARROLLAN BIEN SOBRE ESTE TIPO DE SUSTRATO, SIENDO LOS VALORES DE MINERALIZACION DE 14C- LIGNINA SUPERIORES A LOS PRODUCIDOS POR PHANEROCHAETE CHYSOSPORIUM O TRAMETES VERSICOLOR (ALCANZANDO EL 70% DEL CONTENIDO INICIAL EN EL CASO DE PLEUROTUS PULMONARIUS). POR OTRA PARTE, LA SELECCION DE CEPAS BASADA EN LA RELACION DEGRADACION-LIGNINA/PERDIDA-PESO, MOSTRO LA CAPACIDAD DE PLEUROTUS ERYNGII PARA LLEVAR A CABO UNA DEGRADACION SELECTIVA DE LA LIGNINA. EL ESTUDIO DE ACTIVIDADES ENZIMATICAS DURANTE EL TRATAMIENTO DE LA PAJA CON PLEUROTUS PUSO DE MANIFIESTO LA PRODUCCION DE MANGANESO PEROXIDASA (MNP), ARIL-ALCOHOL OXIDASA (AAO) Y LACASA, CON NIVELES SUPERIORES A LOS ENCONTRADOS CON P. CHRYSOSPORIUM (QUE SOLO PRODUJO MNP) O T. VERSICOLOR. EN NINGUN CASO SE DETECTO ACTIVIDAD LIGNINA PEROXIDASA (LIP) NI REACCION CON ANTICUERPOS ANTI-LIP (RESULTADOS OPUESTOS PUBLICADOS POR OTROS AUTORES SE ATRIBUYEN A REACCION CRUZADA CON LA MNP). LA ENZIMA MNP FUE PURIFICADA Y CARACTERIZADA A PARTIR DE PAJA TRATADA CON P. ERYNGII Y P. PULMONARIUS, Y COMPARADA CON LA PRODUCIDA EN MEDIO LIQUIDO. PLEUROTUS PULMONARIUS PRODUCE EN AMBOS CASOS UNA UNICA ISOENZIMA, CON EL MISMO TIEMPO DE RETENCION EN MONO-Q (Y MISMO PL) PERO MR LIGERAMENTE SUPERIOR EN SSF. POR EL CONTRARIO, P. ERYNGII PRODUCE CUATRO ISOENZIMAS MAYORITARIAS (DOS EN MEDIO LIQUIDO Y DOS EN SSF). LAS DISTINTAS ISOENZIMAS PRESENTAN LIGERAS DIFERENCIAS EN SUS PROPIEDADES CATALITICAS PERO SE CARACTERIZAN POR POSEER CIERTA ACTIVIDAD INDEPENDIENTE DE MN SOBRE SUSTRATOS FENOLICOS, E INCLUSO NO-FENOLICOS COMO EL ALCOHOL VERATRILICO. EL PAPEL DE LA MNP EN LA DEGRADACION DE LA LIGNINA POR ESTOS HONGOS SE VIO REFORZADO POR EL FUERTE INCREMENTO EN LA MINERALIZACION DE 14C-LIGNINA (SUPERIOR A UN 100%) AL AÑADIR MN(II) A CULTIVOS DE P. PULMONARIUS SOBRE PAJA DE TRIGO (EL MENOR EFECTO PRODUCIDO EN P.ERYNGII SE EXPLICA POR LOS BAJOS NIVELES DE AAO, QUE LIMITAN LA DISPONIBILIDAD DE H2O2 POR LA MNP). EL ANALISIS QUIMICO DE LAS MODIFICACIONES DE LA MACROMOLECULA DE LIGNINA DURANTE EL TRATAMIENTO BIOLOGICO DE LA PAJA MOSTRO UNA DEGRADACION PREFERENTE DE LAS UNIDADES FENOLICAS. ESTE RESULTADO FUE PUESTO DE MANIFIESTO TRAS PERMETILACION DE LA PAJA Y ANALISIS MEDIANTE: I) DEGRADACION ALCALINA (CON CUO) Y DERIVATIZACION CON BSTFA, SEGUIDA DE GC-MS; O II) PIROLISIS ANALITICA (PY-GC-MS). LOS RESULTADOS MOSTRARON QUE LA LIGNINA DE GRAMINEAS CONTIENE ALREDEDOR DE UN 20% DE UNIDADES FENOLICAS, SUSCEPTIBLES DE SER ATACADAS POR ENZIMAS CON ACTIVIDAD DE TIPO FENOLOXIDASA (COMO LACASA Y MNP). EL DESCENSO EN EL CONTENIDO FENOLICO DURANTE EL ATAQUE FUNGICO RESULTO SER UN FENOMENO GENERAL, OBSERVADO: I) CON LOS DOS HONGOS ESTUDIADOS (P. ERYNGII Y P. CHRYSOSPORIUM); II) MEDIANTE LAS DOS TECNICAS ANALITICAS UTILIZADAS, QUE PERMITEN ANALIZAR LA FRACCION ETERIFICADA (DEGRADACION ALCALINA) O EL TOTAL DE LA LIGNINA (PY-GC-MS); Y III) PARA LOS TRES TIPOS DE UNIDADES (H, G Y S). EL ANALISIS MEDIANTE PY-GC-MS DE LA PAJA METILADA TAMBIEN PUSO DE MANIFIESTO UN INCREMENTO EN EL NUMERO DE RESIDUOS DE ACIDO VAINILICO Y SIRINGICO DURANTE LA DEGRADACION (DICHOS RESIDUOS NO PUEDEN DETECTARSE EN AUSENCIA DE METILACION PREVIA YA QUE SE DESCARBOXILAN DURANTE LA PIROLISIS). ESTE RESULTADO CONSTITUYE UNA EVIDENCIA DE LA DEGRADACION "IN SITU" DE LAS CADENAS LATERALES DE LA LIGNINA DURANTE EL ATAQUE A ESTA MACROMOLECULA POR LOS HONGOS. EL EXAMEN MICROSCOPICO DE LA PAJA TRATADA CON LOS DIFERENTES HONGOS PERMITIO DEFINIR DISTINTOS PATRONES DE ATAQUE A LOS DIFERENTES TEJIDOS Y CAPAS DE LA PARED CELULAR, QUE SE CORRELACIONARON CON LOS RESULTADOS DE LOS ANALISIS QUIMICOS. LA DEGRADACION TEMPRANA DE PARENQUIMA Y FLOEMA (TEJIDOS MENOS LIGNIFICADOS) RESULTO SER UNA CARACTERISTICA GENERAL DE LOS DIFERENTES HONGOS. A PARTIR DE ESTA FASE, LAS ESPECIES DEL GENERO PLEUROTUS (ESPECIALMENTE P. ERYNGII) DIERON LUGAR A UNA SEPARACION DE LAS FIBRAS DE LOS TEJIDOS MAS LIGNIFICADOS (ESCLERENQUIMA Y XILEMA), OBTENIENDOSE UN MATERIAL CON CARACTERISTICAS PROXIMAS A LAS DE LA PASTA DE PAPEL. POR EL CONTRARIO, P. CHRYSOSPORIUM DEGRADO SIMULTANEAMENTE TODOS LOS COMPONENTES DE LA PARED CELULAR DE TODOS LOS TEJIDOS. FINALMENTE SE ANALIZARON LAS CARACTERISTICAS DE LA PAJA TRATADA CON LOS DIFERENTES HONGOS COMO SUSTRATO PARA LA FABRICACION DE PASTA DE PAPEL. LOS ENSAYOS DE REFINADO MOSTRARON QUE EL PRETRATAMIENTO BIOLOGICO PERMITE UN AHORRO DE ENERGIA EN ESTA FASE (LA MAS COSTOSA ENERGETICAMENTE EN EL PULPEO SEMIQUIMICO O MECANICO). SIN EMBARGO, LA PASTA BIOMECANICA OBTENIDA POSEE POBRES PROPIEDADES MECANICAS. LA APLICACION DE UN TRATAMIENTO QUIMICO SUAVE A LA PAJA PRETRATADA CON P. ERYNGII Y SU POSTERIOR REFINADO, PERMITIO MEJORAR SUSTANCIALMENTE ESTAS PROPIEDADES Y MANTENER EL AHORRO ENERGETICO. EL PRETRATAMIENTO BIOLOGICO DE LA PAJA DE CEREALES PARA LA FABRICACION DE PASTA DE PAPEL DEBE CONTINUAR SIENDO OPTIMIZADO, PERO LOS RESULTADOS OBTENIDOS MUESTRAN LAS POSIBILIDADES DE OBTENER PASTAS BIOMECANICAS O BIOSEMIQUIMICAS UTILIZANDO HONGOS DEL GENERO PLEUROTUS.
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