Evaluación de la actividad celulolítica y xilanolítica de un consorcio de microorganismos termófilos de la fuente termal huancarhuás, de interés para la producción de bioetanol, Huaylas - Ancash, febrero – abril 2015

Abstract

La creciente demanda energética y la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero ha generado el interés de muchas naciones por utilizar biocombustibles en lugar de los combustibles fósiles. Una de las alternativas es la producción de bioetanol a partir de la conversión de residuos lignocelulósicos usando microorganismos termófilos. En este sentido, el objetivo del presente trabajo fue evaluar la actividad enzimática celulolítica y xilanolítica de un consorcio de microorganismos termófilos aislado de la fuente termal Huancarhuás (Huaylas, Ancash, Perú) como alternativa potencial para la bioconversión de la lignocelulosa. Se colectaron muestras de fango y enriquecidos in situ de bagazo de caña de azúcar, que fueron cultivados en caldo Luria y medio salino con y sin bagazo (1%) a pH 6.5, 65ºC por 21 días. Se evaluó la actividad enzimática de los extractos de los consorcios con el método del Rojo Congo y el que mostró mayor actividad fue cultivado en caldo Luria suplementado al 1% con bagazo de caña de azúcar, aserrín de pino, carboximetil celulosa, xilano de birchwood o celulosa microgranular, pH 6.5, 65ºC, 0 y 180 rpm de agitación. El extracto enzimático con mejor actividad enzimática fue seleccionado mediante las metodologías del Rojo Congo y DNS. Se evaluó la temperatura y pH apropiados, así como la termoestabilidad enzimática del extracto seleccionado; con estos resultados se evaluó el grado de sacarificación enzimática del bagazo y pino con y sin pretratamiento usando diluciones del extracto enzimático con actividades PFasa de 40, 60 y 80 UI/ml. Se usó la técnica del 16S ADNr para la identificación taxonómica de algunos microorganismos presentes en el consorcio. El consorcio proveniente del enriquecimiento in situ presentó mayor actividad celulolítica y xilanolítica, actividad que también fue mayor cuando el consorcio fue cultivado con bagazo y en agitación. El extracto enzimático de este consorcio presentó mayor actividad celulolítica y xilanolítica a 75ºC y pH 6, manteniendo hasta un 57% de actividad endoglucanasa y un 63% de actividad xilanasa luego de 1 hora y 72 horas de incubación a 75ºC respectivamente. El extracto enzimático con actividad PFasa de 60 U/ml mostró mayor capacidad de sacarificación sobre el bagazo pretratado a 72 horas de hidrólisis enzimática. Se encontraron dos cepas de Aeribacillus pallidus y dos de Geobacillus sp. Finalmente, se evidencia que la fuente termal Huancarhuás alberga una diversidad genética microbiana de interés para la bioconversión de residuos lignocelulósicos a azúcares fermentables, por tanto, los esfuerzos para su conservación y valoración económica contribuirán a su aprovechamiento sostenible