Aislamiento y selección de microorganismos de interés industrial y/o ambiental a partir de materiales sometidos a compostaje

Resumen

En el proceso de compostaje de restos agrícolas interviene una gran variedad de microorganismos que forman parte de la microbiota asociada a estos residuos. La investigación de estos microorganismos ofrece la posibilidad de conocer más a fondo la biotransformación que se desarrolla en dicho proceso con objeto de conseguir su mejora, así como constituye una fuente de nuevos microorganismos con cualidades interesantes desde el punto de vista de su aplicabilidad ambiental, agrícola e industrial. Bajo esta perspectiva, en esta tesis se investigaron los microorganismos lignocelulolíticos y degradadores de plaguicidas presentes durante el compostaje de residuos agrícolas. Los primeros poseen un gran potencial como inoculantes mejoradores del compostaje y, adicionalmente, pueden ser aplicados, tanto de forma directa como sus enzimas, en procesos de descontaminación ambiental y en la obtención de diversos productos microbianos. Los microorganismos degradadores de plaguicidas también pueden ser empleados como inoculantes durante compostaje para incrementar la degradación natural de estos compuestos o alternativamente para su biodescontaminación en cualquier otra localización. La investigación de los grupos microbianos de interés se realizó en dos etapas. Durante la primera fase se obtuvo una colección de 637 microorganismos lignocelulolíticos y degradadores de plaguicidas aislados a partir de materiales sometidos a compostaje. En una segunda fase, se evaluó el potencial de los integrantes de esta colección para ser empleados en distintas aplicaciones industriales o ambientales de interés en la actualidad. Los resultados obtenidos en esta última etapa llevaron a la selección de 15 microorganismos lignocelulolíticos, así como un consorcio microbiano y dos cepas bacterianas degradadoras de plaguicidas. De los 15 microorganismos lignocelulolíticos, cuatro cepas fúngicas fueron seleccionadas por su capacidad para sintetizar enzimas lignocelulolíticas. Dos de estos hongos seleccionados produjeron celulasas y xilanasas de forma conjunta a partir de sustratos nutricionales de bajo coste y mostraron potencial para ser empleados durante el bioblanqueo de la pasta de celulosa. Las otras dos cepas fúngicas, en función de los niveles de ligninasas que produjeron en cultivo sumergido, podrían ser útiles tanto en los procesos de biopulpeo y bioblanqueo de la industria papelera, como en la biorremediación de distintos contaminantes ambientales susceptibles de ser degradados por la acción de dichas enzimas. Distintos aislados ligninolíticos (una bacteria y siete hongos) mostraron potencial para ser empleados en la decoloración de efluentes contaminados con diversos colorantes de uso industrial mediante técnicas in vivo o in vitro. Adicionalmente se comprobó la utilidad de 3 bacterias lignocelulolíticas en su empleo como inoculantes durante el compostaje de restos vegetales. Respecto a los microorganismos degradadores de plaguicidas seleccionados, las dos cepas bacterianas seleccionadas fueron capaces de mejorar la biodegradación natural de una mezcla de plaguicidas durante el compostaje de restos vegetales a escala de laboratorio, mientras que el consorcio microbiano, muestra potencial para ser empleado en la biorremediación de efluentes contaminados con el fitosanitario organoclorado Endosulfán. De acuerdo con los resultados obtenidos, esta tesis aporta nuevos microorganismos cuya utilización en distintos ámbitos ha sido evaluada y en muchos casos optimizada. Por tanto, contribuye a la mejora de procesos industriales y a la descontaminación ambiental.