Relevamiento de cepas argentinas de hongos ligninolíticos para su aplicación en procesos biotecnológicos ligados a la industria celulósico-papelera

• Autores: Da Re, Cristina Verónica
• Año de publicación: 2016
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Levin, Laura Noemí; Papinutti, Victor Leandro
• Materia: HONGOS CAUSANTES DE PUDRICION BLANCA; ENZIMAS LIGNINOLITICAS; BIOPULPADO; BIOBLANQUEO; DECOLORACION LICOR NEGRO; WHITE-ROT FUNGI; LIGNINOLYTIC ENZYMES; BIOPULPING; BIOBLEACHING; BLACK LIQUOR DECOLORIZATION
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Los materiales lignocelulósicos dan origen a múltiples industrias, siendo la fabricación depulpa y papel una actividad económica de importancia global. Estudios previosdemostraron que las enzimas de hongos ligninolíticos podrían resultar útiles en distintasetapas del procesamiento de la madera, así como en la biorremediación de los efluentes. El presente trabajo se centró en el relevamiento y la caracterización enzimática de 35cepas de hongos causantes de pudrición blanca de la República Argentina y en su posibleutilización en tres etapas específicas de la producción de pulpa y papel: biopulpado,bioblanqueo y degradación del licor negro. Los resultados de esta investigaciónpermitieron identificar una cepa con potencial para el biopulpado de madera de Pinustaeda. Pycnoporus sanguineus no sólo fue capaz de reducir el contenido de lignina un 11% en 14 días de tratamiento, sino que también produjo cambios estructurales notablesen la lignina y la hemicelulosa, incrementando la porosidad 15%. Además de lamodificación química causada por delignificación selectiva, los cambios físicosproducidos, como el aumento del tamaño de poro, afectan directamente la penetración deproductos químicos de cocción, reduciendo el consumo de energía en el proceso. Enreferencia al bioblanqueo, se lograron resultados promisorios mediante una secuenciasencilla, totalmente libre de cloro, que involucró sobrenadantes de cultivo de Trametestrogii y Coriolus antarcticus, y posterior blanqueo con peróxido de hidrógeno. La mismafuncionó aun en condiciones moderadas (28°C) lo que permite minimizar el consumo deenergía y la pérdida de pulpa. La utilización de crudos enzimáticos evita el costo elevadode la purificación enzimática y el uso de mediadores adicionales. Entre las cepasinvestigadas para su posible uso en el tratamiento del licor negro, Lenzites elegans fuecapaz de lograr buenos porcentajes de decoloración, y sólo requirió para ello de ladisminución del pH del efluente con el agregado de ácido cítrico. Irpex lacteus tambiénresultó capaz de decolorarlo, pero fue necesario un dializado previo. Como resultado deesta investigación, se identificaron nuevas cepas de hongos ligninolíticos con potencial enbiopulpado, bioblanqueo y decoloración del licor negro y se analizaron condiciones a sertenidas en cuenta a la hora de utilizar a estos organismos o sus enzimas en dichosprocesos.
Lignocellulosic materials give rise to multiple industries, being the pulp and paper aneconomic activity of global importance. Previous studies demonstrated that fungal ligninolytic enzymes may be useful in variousstages of wood processing and effluents bioremediation. This work focuses on the screening and enzymatic characterization of 35 strains of Argentinean white-rot fungi and their possible use in three specific stages of pulp andpaper elaboration: biopulping, biobleaching and black liquor degradation. As a result of this research a strain with potential for biopulping Pinus taeda wood wasidentified. Pycnoporus sanguineus was not only able to reduce the lignin content 11% in 14 days of treatment, but also caused significant structural changes in lignin andhemicellulose, increasing the porosity of treated wood 15%. In addition to the chemicalmodification caused by selective delignification, the produced physical changes such asincreased pore size, directly affect the penetration of cooking chemicals, reducing energyconsumption in the process. Promising results were achieved through a totally chlorine free biobleaching sequence,involving culture supernatants of Trametes trogii and Coriolus antarcticus and asubsequent step of hydrogen peroxide bleaching. This sequence was functional evenunder mild conditions (28°C), thus minimizing power consumption and pulp loss. Usingcrude enzyme avoids the high cost of enzyme purification and the need of additionalmediators. Among the strains investigated for their potential use in the treatment of black liquor, Lenzites elegans was able to attain good levels of decolorization, and only requiredlowering the pH of the effluent with citric acid addition. An important decolorization wasalso achieved by Irpex lacteus but only after the dialyzation of the effluent. As a result of this research, new strains of ligninolytic fungi with potential for biopulping,biobleaching and black liquor decolorization were identified, and several parameters thatmay affect the use of these organisms or their enzymes in the pulp and paper industry,were optimized.
Fil: Da Re, Cristina Verónica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.