Fisiologia y Bioquimica de Microorganismos     Utilizados en Procesos de Fermentación en Medio                           S...
sólido ( 8 .           &J       Los hongos ectomicorrízicos                       medio sólido se realizan utilizando sust...
T- múltiple. Componente dominante en la composición de                 - abastecimiento en oxígeno para los cultivos la bi...
-                                                                                                                         ...
el caso de las celulasas (35), las amilasas (D y laspectinasas (3. el contrario, en cultivos sólidos en                Por...
café. En la figura 4 se presenta la evolución del. de                                                                    3...
E   17.0ri01, E., B. Schettino, G.               32,Roche, N. , A.               Venague, C.f   Viniegra-Gonzalez and M. R...
47.Peñaloza, W. , M.R. Molina, R.          49.Tapia, I.M., R . Herrera R . , G. Gomez-Brenez and R. Bressani, Appl.       ...
Physiology and Biochemistry of Microorganisms        Üsed iG-SolidState Fermentation Processes                            ...
EDITADO                                   POR                      DR. ENRIQUE                                GALINDO     ...
Próxima SlideShare
Cargando en…5
×

Bioquimica

257 visualizaciones

Publicado el

0 comentarios
0 recomendaciones
Estadísticas
Notas
  • Sé el primero en comentar

  • Sé el primero en recomendar esto

Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
257
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
1
Acciones
Compartido
0
Descargas
2
Comentarios
0
Recomendaciones
0
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

Bioquimica

  1. 1. Fisiologia y Bioquimica de Microorganismos Utilizados en Procesos de Fermentación en Medio Sólido S. Roussos y IPerraud-Gaime . Laboratorie de Biotechnologie PMC, Centre ORSTOM, BP 5045,34034 Montpellier cedex 1, FRANCE 1; I IEL tdrmino Fermentación en Medio Sólido (FMS) indica el cultivo aerobio o anaerobio de microorganisìnos quecrecen en la superficie o al interior de una matriz sólida porosa. Esta matriz puede estar constituida por u nsustrato huntìdificado o por un soporte inerte capaz de absorber los nutrientes que se encuentran disueltos en unasolución sin escurrimiento de líquidos. Los hongos filamentosos son Los microorganisntos más adaptados alcultivo en medio sólido (Aspergillus, Claviceps , Penicillium, Rhizopus, Trichoderma). Los hongosectomicorrízicos (Lactarius, Pisolitus, Suillus), como los hongos saprófitos (Lentinus, Pleurotus), crecen muybien en medio sólido sobre diferentes materiales biodegradables y no biodegradables. Por ejemplo, el almidón deyuca y la celulosa de bagazo de cafia son materiales pertenecientes al primer tipo, mientras que la antberlita y lauermiculita corresponden al segundo tipo. Presentaremos varios ejemplos de FMS y algunos estudios de fisiologíay bioquímica de los siguientes microorganismos: Aspergillus niger, Penicillium verrucosum, Rhizopusoligosporus, Swanniomyces castellii, Trichoderma harzianum, Pisolitus tintorius, Suillus colinitus. Durante Losprocesos de FMS, la fisiología de crecimiento de estos microorganismos se evalúa por respirometría en continuo yla bioquímica de la biomasa producida se lleva a cabo por muestre0 y análisis de Los diferentes constituyentes,Tres líneas de investigación nos interesan en este trabajo y Los resultados presentados tratan de la produccion debiomasa, de enziìnas y de metabolitos secundarios (antibióticos, fïtohorntonas, aromas). Introducción pueden obtener un gran número de moléculas de interés La fisiología es la ciencia que estudia las funciones industrial, tales como el ácido cítrico producido por orgánicas por las cuales la vida se manifiesta y se Aspergillus , diferentes ácidos orgánicos, alcoholes y también muchas enzimas como celulasas, amilasas o mantiene en su forma individual. Para los hongos pectinasas (L-3. Estos nietabolitos primarios s e filamentosos la vida se manifiesta bajo diferentes formas producen por l o g-eneral durante el crecimiento importantes: exponencial del niicelio. Morfolóeicas: El metabolismo secundario regenera sustancias de - La genninación de las esporas y la multiplicación del menor interés desde el punto de vista de la economía de micelio. l a ctlula (4J. Dichos metabolitos secundarios se - La conidiogénesis y Ia liberación de las esporas. producen cuando el crecimiento apical de los mohos disminuye (5). Mientras que los metabolitos primarios Bioquímicas: son por lo general c o m u n e s para v a r i o s - La producción de metabolitos primarios. microorganismos, los metabolitos secundarios estan limitados a algunas epecies solamente. - La producción de metabolitos secundarios. Los hongos filamentosos producen una gran variedad Respirométncas: de metabolitos secundarios originados a partir d e - La producción de CO:! y el consumo de O? durante el intermediarios del metabolismo primario y son crecimiento exponencial. clasificados según su precursor. El AcetilCoA es el ! compuesto intermediario del metabolismo secundario de De una manera general, el metabolismo de los hongos los hongos filamentosos productores de terpenosfilamentosos se divide en metabolismo primario y en (carotenoides, ergosterol, acido giberélico), de derivadosmetabolismo secundario: de ácidos grasos (poliacetileno), de derivados de El metabolismo primario es el resultado de varias aminoácidos (alcaloides, penicillina, cefalosporina) yreacciones químicas catalizadas por las enzimas y por ultimo, de policétidos (3). !jproporciona a las células la energía y las macromoéculas Los hongos filamentosos (Aspergillus, Claviceps, "macromoéculas indispensables para la construcción de Penicilliunz, Rhicopus, Tricl7odernza son loslas células tales como las proteínas, los polímeros microorganisinos mfis adaptados al cultivo en medio !estructurales y el DNA. A partir de este metabolismo, se IE. Galirido (Ed.), Fronteras eri Bioteciiologin y Bioingenierín, pp. 341-348.
  2. 2. sólido ( 8 . &J Los hongos ectomicorrízicos medio sólido se realizan utilizando sustratos agrícolas(Luctarius, Pisolitus, Suillus ), como los hongos (salvado de trigo; bagazo de caña, harina de yuca,saprófitos (Lentinus, Pleurotus ), crecen muy bien en cáscara de remolacha). A estos sustratos se les agregamedio sólido sobre diferentes sustratos agrícolas @- una solución de sales y una suspensión de esporas de10). Estos microorganismos están adaptados a ciertas hongos como inoculante (12,21-23).condiciones de cultivo y pueden desarrollarse encultivo sólido sobre diferentes sustratos agrícolas En los Ultimos años se utiliza una nueva técnica debajo condiciones extremas de temperatura, pH, FMS sobre soporte artificial en donde los nutrientesdisponibilidad de agua y oxígeno. están disueltos en una solución nutritiva absorbida sobre un soporte sólido. EI soporte sólido procura la EI término Fermentación en Medio Sólido (FMS) porosidad al medio de cultivo mientras que el aguaindica el cultivo aerobio o anaerobio d e lleva disuelta la solución nutritiva con las fuentes demicroorganismos que crecen en la superficie o al carbono y de nitrógeno y los demás factores deinterior de una matriz sólida porosa. Esta matriz puede crecimiento ( 4 . Los soportes pueden ser desechos 2Jestar constituída por un sustrato humidificado o por un agrícolas (bagazo de caña, paja de cereales, asem’n desoporte inerte capaz de absorber los nutrientes que se madera), minerales (amberlita, vermiculita) oencuentran disueltos en una solución sin escummiento materiales sintéticos (diferentes plásticos porosos).de líquidos ( I 1-13). Dichos soportes no son utilizados por los La técnica de FMS fue utilizada por numerosos microorganismos (17,2427).investigadores para enriquecer en proteína sustratos A continuación s e presentan los principalesagrícolas (14-16), para producir enzimas ( 17-20) y parámetros fisicoquímicos y ambientales que afectanotros metabolitos primarios y secundarios (Tabla 1). de una manera drástica la fisiología y bioquímica dePor lo general los cultivos de microorganismos en los microorganismos durante su crecimiento en cultivos sólidos.Tabla 1 Algunos ejemplos de uso de los procesos de Fermentación . Los principales parámetros de FMSen Medio Sdlido (33). El cultivo de microorganismos sobre diferentes Alimentas Quesos Periicillirmm sustratos o soportes sólidos depende de diferentes fermentados Koji Aspergillrcr orirue parámetros y factores ambientales como son: el tipo de RYml Lariobucillris spp microorganismo y la cantidad de inóculo; la humedad y Cacao Ixvaduras: Aceiobnrier la actividad de agua; la aireación y la transferencia de Caña de azúcar Aspergilhcs ierreicr oxígeno; la regulación de la temperatura y del pH (28- YuCa Asnereillin riieer 30). Para medir el crecimiento de los microorganismos Producción de enzimas Amilasas I’r~-)tcasrls Aspergillus Aspergilhrs en FMS, se puede recurrir a la respirometría (u, al análisis de la biomasa con diferentes métodos Celulasas Tridiodeinra indirectos (proteínas, quitina, ácidos nucleicos) o por la Sect inasas Asmreillics producción de diferentes metabolitos ( 2. 3J Los microorg,anismos y la inoculación del médio sólido En los procesos de FMS se usan dos tipos de inoculantes. Primero, la microflora natural o endogena del sustrato y segundo, inoculantes controlados. En los procesos de composte0 y de ensilado se prefiere la microflora natural (33), en los procesos de producción de enzimas y de alimentos fermentados se utilizan inóculos puros o inóculos mixtos. Para la producción industrial de Koji se utilizan esporas de Aspergilhrs oryzae (34). I,Uriohacillrcr Ensilaje Honeos suDeriores Ensihjc I’leurolus Plerrroirrs SDD I La actividad del agua y la humedad dc subproductos panado 1 El papel del agua en los procesos d e FMS es342
  3. 3. T- múltiple. Componente dominante en la composición de - abastecimiento en oxígeno para los cultivos la biomasa, el agua sirve además de vehículo para las - regulación de la humedad. enzimas y los nutrientes, además de facilitar los - regulación de la temperatura intercambios gaseosos ( 1 .Una humedad elevada en 1) el sustrato causa una disminución de la porosidad del - eliminación de metabolitos volátiles (CO?, alcoholes) sustrato, una baja difusión de oxígeno y una alta El efecto de la concentración de CO? y del O? en la contaminación. Al contrario, una baja humedad fase gaseosa sobre el crecimiento y el metabolismo de conduce a un crecimiento limitado y disminuye la Aspergillus o r p e para la producción de amilasas y disponibilidad del sustrato. En la figura 1 se presenta proteasas en FMS fue estudiado(38). Se demostró que una cinética d e producción de CO? por Cluviceps la producción Óptima de amilasas se obtiene durante la purpurea cultivado en FMS sobre centeno donde se f a s e exponencial d e crecimiento con bajas puede notar el papel del contenido inicial de agua en el concentraciones de CO:! (de 2% a 5%)y, al contrario, sustrato. para la producción de proteasas se necesita una concentración elevada de CO? (5%)durante la fase I6O 1 estacionaria. Por otro lado, se ha confirmado que el crecimiento apical y la producción de biomasa por Rhkopus oryzue están relacionados c o n l a concentración del CO? en la fase gaseosa de los medios de cultivo (3. la misma manera la producción de De biomasa d e Schwanniornyces castellii depende directamente de la tasa de aireación de los cultivos en F M S (B. mismo autor demostró que el control del El metabolismo de esta levadura puede llevarse a cabo con la monitoreo de la tasa de CO? presente en la fase gaseosa durante el proceso de FMS (39).Asimismo, las concentraciones elevadas de CO? ( 16-22%) estimulan la producción de micelio de Pleurotus (9. Los cultivos mixtos de bacterias lácticas y hongos filamentosos para la conservación y la decafeinación de la pulpa de café son otro ejemplo del efecto de la aireación sobre el cambio de metabolismo y de estructura de la microflora natural (33). S e ha O 100 li0 200 demostrado que la población de microorganismos Tiempo (h) cambia en función de la aireación de los cultivos. Aunque las poblaciones microbianas aumentan o Figura 1 Influencia de la humedad inicial del sustrato sobre la . disminuyen según la aireación, estas mismas producci6n de CO2 por CInviceps prrrprrren cultivado sobre poblaciones pueden desarollarse de nuevo después de ccnteno a 7-6OC. Contenido inicial de agua: 40% ( I ) ; 50% (2) y que las condiciones ambientales cambien. 60% (3) (37). La temperatura Los hongos filamentosos que se utilizan en los Vanos autores demostraron la importancia del agua en procesos de FMS son por lo general mesófilos y crecen los procesos de Fh4S para controlar el crecimiento y el a temperaturas óptimas entre 29 y 35 OC. Sin embargo, metabolismo de microorganismos l4, 28, 35). El la producción de calor metabólico durante los procesos aumento de la humedad y de la disponibilidad del agua de FMS causa un aumento importante d e l a causa un aumento de la tasa del crecimiento ( I I ) , de la temperatura y si este calor no se elimina rápidamente producción de biomasa y de la biosíntesis de enzimas del medio de cultivo, puede causar el paro definitivo (11913,36937). del crecimiento de los microorganismos (1, , 29). 3 Diferentes autores proponen estrategias para la La aireación y el cambio de metabolismo regulación de la temperatura. Frecuentemente se utiliza Por lo general, en los procesos de FMS se utilizan la aireación y la evaporación del agua para controlar microorganismos aerobios por lo que la aireación de automáticamente la humedad y l a temperatura en los los medios de cultivo es de sumo interés para el procesos de FMS (29, 4 0 4 1 ) . Otra estrategia desarrollo de los microorganismos, ya que permite consiste en utilizar microorganismos termófilos o realizar diferentes funciones: termoresistentes. 343
  4. 4. - . -- - v"La evolución del pH Los hongos filamentosos crecen en medios ácidos y lo Tpueden tolerar importantes cambios del pH (2.5 hasta7.5). Sin embargo la medida del pH in siru durante losprocesos de FMS es particularmente difícil. Para evitaruna disminución importante del pH, se ha utilizado conéxito una mezcla de sulfato de amonio y de urea en elmedio de cultivo como fuente de nitrógeno (14-42). Los hongos ectomicorrízicos y saprófitos, necesitanpara su crecimiento pH neutros y estables (6.0 hasta7.5). Para ello se utilizan nitratos mezclados con urea(D.Los microorganismos y la cantidad de inóculo L a principal dificultad que se presenta para elescalamiento de los procesos de FMS es poder disponerde una gran cantidad de inóculo viable. Se hanpropuesto diferentes técnicas de producción y O 10 ?O 30 1 0 50 60 70conservación de inóculo (23, 43), con objeto de Ticmpo (h)optimizar la cantidad de inóculo indispensable para lacolonización uniforme y el desarrollo rápido del Figura 2. Efcclo dc la lasa de inciculo sobrc la vclocidad demicroorganismo en la superficie del sustrato. Para produccicin de CO2 durante cl crccimicnto de S c ~ l i i v t r ~ ~ ~ r i o ~ ~ ~ ~ ~ ~ r sreducir la fase lag de crecimiento, es necesario inocular casrrllii en FMS. Los nlimcros dc I a 5 dc la figura corcspindenlos medios de cultivo con una suspensión de 2.1 O rcspectivamcntc a las sigicntes taws (cantidad dc cdulas por ml):esporas por gramo de materia seca según se ha 5.7 107; 3.9 1 0 ~ 5.8 105;3.8 104y 3.6 lo3-.optimizado para Aspergillus nigrr, Trichodrrniahurcìunum, Cbvicrps purpureu, Rhicopus nry:.ue ( 3,1 1 36,37).-7 1 4-3 - Las cinéticas de producción de CO?-en cultivos torta de copra) han sido utilizados como sustrato parade Schwanrziornyces cusrellii con d i f e r e n t e s producir alimentos enriquecidos en proteina, y producirconcentraciones de inóculo cultivado en FMS sobre alimentos para ganado (15, 16. 21, 45-48). A pesar desoporte pueden medirse por respirometría (Figura 2). que los resultados obtenidos a nivel de laboratorio y a nivel planta piloto fueron buenos desde el punto deEjemplos de FMS vista de enriquecimiento protéico, no hay todavía ejemplos de producción de alimentos para ganado a A continuación presentaremos varios ejemplos de nivel industrial. Desde el punto de vista económico, esFMS para el enriquecimiento protéico de sustratos más atractivo producir por FMS biopesticidas,agrícolas, para la producción de enzimas o metabolitos, probióticos, enzimas y otros metabolitos (12,40,49).para la detoxificación y para la valorización dedesechos agrícolas por ensilado o por composteo. Producción de enzimas en FMS sobre soporteEnriquecimiento protéico de productos agrícolas El estudio de la producción de enzinias en medio sólido con medios de cultivo sintéticos, impregnados Desde Ia .hntigiiedad, en diferentes países se sobre s o p o r t e i n e r t e p e r m i t e e s t u d i a r elpreparan alimentos tradicionales aplicando procesos de comportamiento de los hongos filanlentosos en relaciónFMS (44). La diversidad de alimentos y bebidas con la composición de los medios de cultivo, lapreparados con dicho proceso en los paises del lejano influencia de la actividad del agua, la libreración deOriente, de Africa, de Europa, y de America Latina no calor (u), así como la inflllencia de Ia transferencia dees perfetamente conocido todavía (33J. Diversos gases. Además, la recuperación de metabolitos en estasproductos y desechos agrícolas (harina de yuca, condiciones se realiza por prensado lo que permitedesechos de plátano, bagazo de caña, pulpa de café, obtener un producto concentrado, como se demostró en344
  5. 5. el caso de las celulasas (35), las amilasas (D y laspectinasas (3. el contrario, en cultivos sólidos en Por -0- .Activi&d [actinolitica -+ Consumodc sacarosalos cuales el soporte es también el sustrato, es difícilevaluar la influencia de un solo factor sobre elcomportamiento de un microorganismo, ya que engran parte estos sustratos son muy complejos y sucomposición dificulta l a determinación de losdiferentes parámetros importantes en cultivo sólido. Acontinuación presentaremos un ejeniplo sobre lainfluencia de la sacarosa sobre la producción de laspectinasas por A. iiiger cultivado en FMS .Pectinasas La figura 3 muestra la producción de pectinasas y elconstimo de sacarosa durante el crecimiento deAspergilltts niger en FMS sobre soporte (bagazo de O Ocaña). Se observa que después de 30 horas defermentación la sacarosa presente en el medio ha sido 0 10 3-0 30 40 50 60asimilada totalmente. AI cabo de ese tiempo, comienza Tiempo (h)la síntesis de enzimas pécticas. Esto confirma el efectodiadxico de la sacarosa junto con la pectina sobre el Figura 3. Cinéticas de produccibn de pectinasas y consumo decrecimiento de A. niger. La primera favorece el sacarosa durante el crecimiento d e Asprrgillirs iiigrr e ncrecimiento micelial ya que es una fuente de carbono fermentacibn en mediu sblido (FMS) sobre soporte, con la relacihmás asimilable. La segunda comienza a ser degradada I:? de pectindsacarosa a 30 “C (m.cuando la sacarosa se agota e induce la síntesis deenzimas. Estos cambios en el metabolismo del hongoson una respuesta al efecto del medio de cultivo. Laproducción en cultivo sólido fue más alta que en Tabla 2. Critenos importantes para seleccionar la mejor cepa de hongos filamentosos con capacidad para degradar la careha de Incultivo sumergido (50). pulpa de cal2 en fermentaci6n scilida (B.Degradación de Ia cafeína de Ia pulpa de café A continuación se presenta un ejemplo de selecciónentre ocho cepas de hongos filamentosos capaces dedetoxificar la pulpa de café en FMS. Por otra parte, sebuscó un parametro físico, fácil de medir en FMS,relacionado con la degradación de la cafeína y ,laesporulación de las cepas. Se consideraron los siguientes cinco parámetros:degradación de la cafeína despues de 30 horas deFMS, duración de la fase lag, inicio de esporulación,CO?-total producido y evolución del pH. En la Tabla 2se presentan los resultados obtenidos con las diferentescepas bajo las m,ismas condiciones experimentales. Seutilizó pulpa d e café como sustrato y soporte, seinoculó con una suspensión de esporas y la FMS serealizó con los siguientes parámetros: aireación 4l/h*columna; temperatura 25°C; tiempo 48 horas. Después de 48 horas de cultivo, solamente con la parámetros de selección: alta degradación de la cafeína,cepa C I 1B25no se observó degradación de la cafeína. inicio d e esporulación retrasado, una gran diferenciaLas cepas mostraron diferentes tiempos de entre el pH inicial y final, una fase lag normal y unagerminación. Se seleccionó la cepa de Penicillium alta producción de CO? (33). Por otro lado se midió laV33A25 por sus características atractivas según los respirometría de cada cepa durante la FMS sobre pulpa
  6. 6. café. En la figura 4 se presenta la evolución del. de 3.Socc01, C. Thèse d e doctorat , UTC CO?, del pH, de l a degradación de la cafeína y el Compiègne, France, 218 p (1982). tiempo del inicio de la esporulación (marcado con una B.Blanc, J.P., M.O. Loret and G. Goma, flecha). Estos cuatro parámetros fueron los más in : Advances in . S S F , ROUSSOS, importantes para seguir el crecimiento de Penicillium Lonsane, Raimbault Sr Viniegra (Eds), sobre pulpa de café en FMS. in press (1995). PH cafeína Yo coz %PMS 5.Trejo-Hernande2, M.R., M Raimbault, . --A - 0.8 S. Roussos and B.K. Lonsane, L e t t . A p p l . Microbiol. , 15, 156 (1992). 4 -- - 0.6 6.Trejo-Hernande2, M.R., B.K. Lonsane, M. Raimbault and S. ROUSSOS, Process - 0.4 Biochem., 28, 23 (1993). 2 -- 0.2 7.Socc01, C.R., J.A. Rodriguez, B. Marin, S . Roussos and M. Raimbault, B i o t e c h n o l . Techniques , 7, 5 63 ro - (1993). O 5 10 1.5 20 25 30 35 u) 45 .o i ~.ROUSSOS,S., M.A. Aquiahuatl, M. Tiempo (h) Trejo-Hernandez, I. Gaime-Perraud, E. Favela, M. Ramakrishna, M. Raimbault Figura 4 : Crecimiento dcl Petticilliiirn V33A25 en FMS sobre pulpa de cart?. Evolucibn del CO2 ( - ), del pH (O ) y dc la cafeína (O). La flecha representa el inicio dc la esparulacibn ( 3. 3J and G. Viniegra-Gonzalez, Micro b i o l . B i o t e c h n o l . , Appl. 42, 756 (1995).La medición de CO2 se realiza en linea a partir delanálisis de los gases a la salida del fermenpdor. Comopuede apreciarse este parámetro ofrece la mejorinformación sobre el estado fisiológico de la cepa y 9.Zadrazi-1, F., Eur. J. A p p l .permite además la estimación de otros parámetros tales Micrbiol. Biotechnol., 1, 327 (1975).como el pH, la esporulación y la degradación de la lO.Roussos, S . , E. Bresson, G .cafeína. Saucedo-Castañeda, P . Martinez, J.M. Olivier and J. Guymberteau, i n : Advances in SSF, ROUSSOS, Lonsane,Conclusión Raimbault & Viniegra ( E d s ) , in pressDurante los procesos de FMS, la fisiología de (1995).crecimiento de los microorganismos puede evaluarse ll.Orio1, E., Thèse d e d o c t o r a t ,por respirometría en continuo. La bioquímica de la INSA-Toulouse, France, 133 p (1987).biomasa producida s e llava a cabo por muestre0 y 12. Lonsane, B . K . , G. Saucedo-análisis de los diferentes constituyentes. Hemos Castañeda, M. Raimbault, S. ROUSSOS,presentado unicamente algunos ejemplos de utilización G. Viniegra-Gonzalez, N.P. Ghildhyal,de la FMS. Por otra parte estamos trabajando sobre la M. Ramakrishna and M.M. Krishnaiah,respirometría de hongos ectomicorrízicos y saprofitosutilizando la misma técnica de FMS sobre soporte y los . Process Biochem , 27, 259 (1992).resultados obtenidos son similares. S e puede 13. Saucedo-Castañeda, G., Thèse decorrelacionar la producción de metabolitos primarios y Doctorat , UniversitG de Montpelliersecundanons con los resultados de respirometria. II, France, 212 p (1991). : 14.Raimbault, M. I Thèse dEtat I Univ. Paul Sabatier, Toulouse, France, 291 p (1980).Referencias Bibliográficas 15 .Seriez, J . C . , Acta Biotechnol. , 3,l.Raimbault, M. and D. Alazard, E u r . 299 (1983).J. A p p l . Microbiol., 9, 199 (1980). 16.Gonzalez-Blanco, G . Saucedo-~.ROUSSOS, S. y M. Raimbault, Ann. Castañeda and G . Viniegra-Gonzalez,Microbiol., 133, 465 (1982). J. Ferment. Technol., 7 0 , 3 5 1 ( 1 9 9 0 ) .346
  7. 7. E 17.0ri01, E., B. Schettino, G. 32,Roche, N. , A. Venague, C.f Viniegra-Gonzalez and M. Raimbault, Desgranges and A. Durand, technol. Adv. , 11, 677 (1993). Bio-? J. Ferment. Technol., 66, 56 (1988).i‘ 18.Lonsane1 B.K., N.P. Ghildyal, S. 33;Perraud-Gaime1 I., T h è s e d e Budiatman and S.V. Rama krishna, Doctorat, Univ. de Montpellier II, . Enzyme Microbiol. Technol , 7 , 258 France, 209 p (1995). (1985). 34.Pandey1 A., Process Biochem. , 27, 19.Deschamps1 F. , C. Guilliano, M. 109 (1992). Asther, M.C. Huet, and S . ROUSSOS, 35.Gervais, P. and M. Bensoussan, i n : Biotechnol. Bioeng. , 27, 1385 (1985). Biotechnology Handbooks N07: 20.Fukushima, D., i n Use of enzymes A s p e r g i l l u s Smith J.E. Ed. Plenum in food technology, Versailles, CNERNA Press, New York, 101 (1994). (CNRS), 381 (1982). 36.Roussos, S. , Thèse d ’ E t a t , Univ. 21 .Raimbault, M. , S. Revah, F. Pina Aix-Marseille I, France, 193 p (1985). and P. Villalobos , J. Ferment. 37.Trejo-Hernande2, M’. , T h è s e d e Technol. , 63, 395 (1985). d o c t o r a t , Univ. de Provence, France, 22.Durand1 A., D. De La Broise and H. 173 p (1992). Blachere, J. B i o t e c h n o l . , 8, 59 38.Narahara1 H. , Y.. Koyama, T. (1988). Yoshida, S. Pichangkuras, R. Ueda and 23.Roussos, S., A. Olmos, M. H. Taguchi, J. Fermentat. Technol. , Raimbault, G. Saucedo-Castañeda and 60, 311 (1982). . B.K. Lonsane , Biotechnol Tech. , 5 , 415 (1991). 24.Raimbault1 M., S. ROUSSOS, E. 39.Saucedo-Castañeda, G., M.R. Trejo- Oriol, J. Barrios, M. Gutierrez-Rojas Hernandez, B.K. Lonsane, J.M. Navarro, and G. Viniegra-Gonzalez, Brevet S. ROUSSOS, D. Dufour and M. Français no 89. 06 558 (1989). Raimbault, Process Biochem., 29, 13 25.Barrios-Gonzalez, J., A. Tomasini (1994). and G. Viniegra-Gonzalez, Biotechnol. 40.Durandl A. and D. Chereau, L e t t . , 10, 793 (1988). Biotechnol. Bioeng., 31, 476 (1988). 26.Auria1 R., S . Hernandez, M. 41.Saucedo-Castañeda1G., B.K. Lonsane, Raimbault and S Revah , Biotechnol I Tech. , 4, 391 (1990). - M.M. Krishnaiah, J.M. Navarro, S. Roussos and M. Raimbault, Process 27.Auria, R., J. Palacio and S. Revah, Biochem., 27, 97 (1992). Biotechnol. Bioeng. , 39, 898 (1992). 42.Saucedo-Castañeda1G., B.K. Lonsane, 28.0rio1, E., M. Raimbault, S. Roussos J.M. Navarro, S. Roussos and M. and G. Viniegra-Gonzales, A p p l . Raimbault. Appl-Biochem. Biotechnol. , Microbiol. Biotechnol , . 27, 49 8 15, 164 (1992). , I (1988). 43.Roussos, S., M.A. Aquihuatl, M.A. i 29.Saucedo-Castañeda1G., M. Gutierrez- Brizuela and A. Olmos, Micol. . ‘ I Rojas, G . Bâcquet, Raimbault M. and G. Neotrop. A p l i c , 2, 3 (1989). 1 Viniegra-Gonzalez, Biotechnol . 44.Hesseltiner C.W., Mycologia , 5 7 , Bioeng. , 35, 802 (1990). 149 (1965). I /: 30.Lambrakir M., S . Marakis and S. 45.Senez1 J.C., M. Raimbault and F. :iI ROUSSOS, Micol. Neotrop. A p l . , 7 , 23 Deschamps, World Anim. Zoot. , 35, 36 ‘I (1994). 31.Rodriguez, J.A., A. Torres, J. (1980). 46.Baldenspergerr J . , J. Le Mer, L. i/ 11 Echevarria and G. Saura, Acta Hannibal and P.J. Quinto, il Biotechnol. , 11, 9 (1991). Biotechnol. L e t t . , 7 , 743 (1985). 347
  8. 8. 47.Peñaloza, W. , M.R. Molina, R. 49.Tapia, I.M., R . Herrera R . , G. Gomez-Brenez and R. Bressani, Appl. Viniegra, M. Gutierrez and S. ROUSSOS, Environ. Microbiol. , 49, 388 (1985). i n Memorias I Sem. Intern. Biotecnol. Agroindust. Café (I SIBAC), ROUSSOS, Licpna y Gutierrez (Eds), Xalapa, México, 153 (1989). 48.Roussos, S . , L. Hannibal, A. 50.Trejo-Hernandez, M., E. Oriol, A . Durand, M. Diez, G. Saucedo, D. Montet Lopez-Canales, S . ROUSSOS, G. and J. Graille, Oléagineux, 4 9 1 235 Viniegra-Gonzalez and M. Raimbault, (1994). Micol. Neotrop. A p l . , 4 , 49 (1991).348
  9. 9. Physiology and Biochemistry of Microorganisms Üsed iG-SolidState Fermentation Processes S. Roussos and I. Perraud-Gaime Laboratorie de Biotechnologie PMC, Centre ORSTOM, BP 5045,34034 Montpellier cedex 1FRANCE ,Solid state fermentation (SSF) deals with the cultivation of aerobic and anaerobic microorganims o n the surfaceor inside porous solid matrices. These solid matrices can act as substrates or as inert supports and absorb thecomponents of the culture m e d i u m without liquid draining. Filamentous fungi (Aspergillus, Claviceps,Penicillium, Rhisopus, Trichoderma) are the most adapted microorganisms for S S F . Ectomycorrhizal fungi(Lactarious, Pisolitus, Suillus) as well as saprophytic fungi (Lentinus, Pleurotus) grow well on solid mediacontaining different biodegradable and non biodegradable materials. For iizstance, manioc starch and sugarcane cellulose are biodegrable supports, while amberlite and vermiculite are non biodegradable supports. Thegrowth of these microorganisms is evaluated by respirometry (continuous measurement of CO2 and 02) and thebiochemisty of the produced biomass is accomplished by analyzing different cellular constituents. Some studieson physiology and biochemistry of microorganisms such as Aspergillus niger, Penicillium verrucosum, Rhizopusoligosporus, Schwanniomyces castellii, Trichoderma harzianum, Pisolitus tintorius and Suillus colinitus growingi n SSF are presented. Agroindustrial Applications of Solid State Fermentation Processes C. R. Soccol Laboratorio de Procesos Biotecnológicos, Departamento de Ingeniería Química, Universidad Federal de Paraná, 8 1531-970 Curitiba-Pr, BRAZILI n this work, the potential of solid state fermentation (SSF) for the exploitation of agroindustrial wastes isdiscussed, taking manioc bagasse as a model of solid substrate. Manioc bagasse is a solid residue produced inlarge quantities from starch producing industries i n Brazil. This residue constitutes a constant threat to theenvironment due to its high concentration of organic material. Dehydrated manioc bagasse contains starch (40-60%), proteins (1.5-2.0%) and fiber (20-30%); its composition varies depending o n the process of starch extraction.This work describes the possible use o f this residue. The first study deals with protein enrichment of maniocbagasse by fungi of the genus Rhizopus, capable of degrading crude manioc starch (without gelatinization). Thesecond study shows citric acid production from manioc. bagasse. Finally, manioc bagasse was used for theproduction of basidiomycetes such as Pleurotus and Lentinula edodes.458
  10. 10. EDITADO POR DR. ENRIQUE GALINDO INSTITUTO DE BlOTECNOLOGíA NACIONAL UNIVERSIDAD AUT~NOMA Mixico DE MORELOS, CUERNAVACA, Mixico CON LA COLABORACI~N DE Dr. Eduardo Bórzana (FACULTAD QUíMICA, UNAM) DE Ing. Gustavo Dóvila (MEW, S. A. DE C. V.) Dra. Amelia Farrés (FACULTAD QUíMICA, UNAM) DE Dr. Ernesto Favela (UAM-IZTAPALAPA) Dr. Gustavo F. Gutiérrez (ENCB, IPN) Dr, Mariano Gutiérrez (UAM-IZTAPALAPA) Dr. Miguel Lara (INSTITUTO BIOTECNOLOGíA, UNAM) DE Mtro. Óscar Monroy (UAM-IZTAPALAPA) Dr. Adalberto Noyola (INSTITUTO h " i E R í A , UNAM) DE Ing. Hugo Velasco (ENCB, IPN) Dra. Thelma L. Villegas (ENCB, IPN) Dr. Gustavo Viniegra (UAM-IZTAPALAPA)SOCI D MEXICANA DE BlOTECNOLOGiA BIOINGEI IERí,., A. c. 1996

×