Estudio de un aislado fúngico con actividad xilanolítica

Abstract

Actualmente, las xilanasas se utilizan ampliamente en diversos sectores industriales. Sin embargo, el costo de las enzimas es un factor limitante para dar paso a su uso extensivo. Los hongos son organismos reconocidos por su gran capacidad de síntesis y secreción de enzimas con alta actividad. Una gran diversidad de especies fúngicas permanence sin identificar y estudiar. El objetivo de esta investigación fue estudiar un hongo aislado a partir de una colección obtenida de distintos ecosistemas que posea un complejo xilanolítico extracelular con potencial biotecnológico. El escrutinio se realizó a partir de ciento tres aislados fúngicos de ecosistemas frutícolas, hortícolas y forestales de distintas regiones de México. Un aislado fúngico, obtenido de cultivos de frijol de Zacatecas e identificado molecularmente como Fusarium solani, fue seleccionado por su actividad celulolítica ausente y por su capacidad para producir xilanasas en medio sólido y en cultivo líquido. La producción de holocelulasas (xilanasas, β-xilosidasas y celuloasas) por F. solani se optimizó mediante un diseño central compuesto y se comparó con Aspergillus sp. Las variables estudiadas fueron la concentración de tres fuentes de carbono (xilana de madera de haya, restrojo de maíz y olote de maíz), la concentración de tres fuentes de nitrógeno (extracto de levadura, sulfato de amonio y urea) y el tiempo de fermentación. F. solani produce actividad xilanolítica significativa en las tres fuentes de carbono con medios de cultivo semisólidos. En contraste, celulasas y β-xilosidasas no tuvieron un patrón de producción definido. Después de la optimización, F. solani produjo actividad xilanolítica significativa cuando xilana de madera de haya se utilizó como fuente de carbono, pero en rastrojo de maíz y olote de maíz fue deficiente. En las condiciones de cultivo óptimas, F. solani produce niveles bajos de β-xilosidasas y celulasas con las tres fuentes de carbono.

Currently, xylanases are widely used in diverse industrial fields. However, the cost of enzymes is a limiting factor for their extensive use. Fungi are recognized for their great capacity of synthesis and secretion of enzyme with high activity. A wide variety of fungal species are unidentified and no studied. The objective of this research was to study a fungus isolated from a collection obtained from different ecosystems that possesses an extracellular xylanolytic complex with biotechnological potential. The screening was performed from one hundred and three fungal isolates of orchard, horticultural and forestry ecosystems from different regions of Mexico. A fungal isolate obtained from Zacatecas bean crops and molecularly identified as Fusarium solani, was selected for its ability to produce xylanase on solid medium and in liquid culture, and for cellulolytic activity absent. Holocellulases production (xylanases, β-xylosidases and cellulases) by F. solani was optimized through a central composite design and compared with Aspergillus sp. The variables studied were the concentration of three carbon sources (beechwood xylan, corn stover and corn cob), concentration of three nitrogen sources (yeast extract, ammonium sulfate and urea) and fermentation time. F. solani produces significant xylanolytic activity in the three carbon sources with semisolid culture media. In contrast, cellulases and β-xylosidases did not have a defined pattern of production. After optimization, F. solani produced a significant xylanolytic activity when beechwood xylan was used as carbon source, but with corn stover and corn cob, it was deficient. In optimal culture conditions, F. solani produces low levels of β-xylosidases and cellulases with the three carbon sources.