VISI NARIOS

REVISTA DE LA UNIVERSIDAD PRIVADA DE HUANCAYO “FRANKLIN ROOSEVELT“

DESARROLLO DE UN BIOINÓCULO MICROBIANO CON ACTIVIDAD

LIPOLÍTICA PARA LA BIODEGRADACIÓN DE RESIDUOS DE ACEITES

DOMÉSTICOS EN UN SISTEMA DE COMPOSTAJE.

DEVELOPMENT OF A MICROBIAL BIOINÓCULO WITH LIPOLYTIC

ACTIVITY FOR BIODEGRADATION OF WASTE OILS IN HOUSEHOLD

COMPOSTING SYSTEM.

AUTORES: Vásquez Alarcón Álvaro Eduardo1, Arbeláez Lina María2

RESUMEN

Los aceites domésticos son residuos que tienen una dis-

     

contaminantes para los cuerpos de aguas; estos com-

puestos deben ser degradados a productos no tóxicos





descomposición.

OBJETIVO: Este proyecto busca degradar las grasas

por medio de un proceso biotecnológico, como lo es el

compostaje; además se adicionarán microorganismos

lipolíticos bien adaptados y aislados de fuentes con alta

        



METODOLOGÍA: Se utilizo lo siguiente: Reactiva-

ción de microorganismos conservados por el programa

de biotecnología y la Corporación para Investigaciones

Biológicas (CIB), Aislamiento de microorganismos en-

dógenos del compostaje pre-establecido con actividad

lipolítica, Determinación de la actividad lipolítica de

-

ción parcial de los aislados endógenos del compostaje,

Ensayos de antagonismo entre los aislamientos selec-

cionados, Montaje del compostaje y la Medición de la

degradación de aceites domésticos.

RESULTADOS: Se evidenció que estos son concor-

dantes con lo reportado por los autores descritos ante-

riormente. El medio Czapek 3% fue el ideal para los

aislamientos a partir del compostaje, el cual fue estan-

darizado con los aceites residuales domésticos de nues-

tra zona. Los aislamientos fueron conservados a -20°C,

lo que permitirá su uso para las siguientes fases.

CONCLUSIONES: Se encontraron tres aislamientos,

dos bacterias y un hongo, con buena actividad lipolíti-

ca a partir de la muestra del compostaje. Asi mismo se

observó una relación no antagónica entre el hongo HR

y las bacterias S y R. Sin embargo, existe un marcado

antagonismo de Pseudomonas sp. y Trichoderma sp.

frente a los otros aislamientos obtenidos.

PALABRAS CLAVE: Aislamiento, bacterias, hongos,

compostaje.

ABSTRACT

Domestic waste oils are inadequate disposal have beco-

me great pollutants to water bodies; these compounds

must be degraded to non-toxic products in order to re-

duce their impact on the environment and also get a



OBJECTIVE: This project seeks to break down fats

by a biotechnological process, such as the composting;

well adjusted and well isolated from sources with high

organic oils, in order to potentiate their activity and



lipolytic microorganisms.

METHODOLOGY: Reactivating kept by the biotech-

nology program and the Corporation for Biological Re-

search (CIB) Isolation of endogenous microorganisms

pre-established composting lipolytic activity, Determi-

nation of the lipolytic activity of endogenous isolates

composting microorganisms: The following was used

, part of endogenous isolated composting, tests antago-

nism between the selected isolates Mounting compos-

ting and degradation measurement domestic oils ID.

RESULTS: It was evidenced that these are consistent

with those reported by the authors described above. The

Czapek 3% was ideal for insulation from composting,

which was standardized with household waste oils in





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our area. The isolates were stored at -20 ° C, allowing

its use for the following phases.

CONCLUSIONS: Three isolates, two bacteria and a

fungus, with good lipolytic activity from the sample

were found composting. Likewise a non-antagonistic

ratio of the fungus and bacteria HR S and R. However

it was found, there is a marked antagonism of Pseu-

domonas sp. and Trichoderma sp. compared to other

isolates obtained.

KEYWORDS: Insulation, bacteria, fungi, composting.

INTRODUCCIÓN

-

siduales es una problemática ambiental, debido a que

un litro de aceite vertido por el desagüe puede contami-

nar 1000 litros de agua y se necesitan 25 años para su

degradación en el ambiente. En España, las entidades

Mancomunidad Comarca de Pamplona y Ekográs, re-

colectan aceite usado alcanzando cifras para el 2011 de

hasta 118.363 litros de aceite usado y continúan con el

proyecto de aumentar esta cifra para este año (1).

Los aceites domésticos pueden ser de origen animal o

vegetal. Al recalentar estos aceites se producen hidro-

carburos aromáticos policíclicos como: benzopireno,

     -

reno; todos éstos están incluidos dentro del grupo de

hidrocarburos aromáticos policíclicos de gran potencia

carcinogénica (2), por lo que su reutilización constitu-

         

alternativa para su gestión es su transformación a com-



capacidad lipolítica, por la presencia de las enzimas

lipasas, enzimas que hidrolizan los enlaces de ésteres

de tri, di-, y monoglicéridos. Los principales microor-

ganismos reportados son: Pseudomonas spp., Alcalige-

nes spp., Moraxella spp. y Staphylococcus spp.; entre

los hongos tenemos a Rhizopus spp., Geotricum spp.,

Aspergillus spp., Mucor spp. y Penicillium spp.; y entre

las levaduras resaltan Candida spp., Rhodotorula spp. y

Hansemula spp. (3).

Para la evaluación de la actividad lipolítica los microor-

-

cos suplementados con triglicéridos sintéticos como

tributirin y trioleina, y otros ésteres sintéticos como los

Tween (ésteres de sorbitan polioxietilenado) y ésteres

de metilumbeliferil (2).

Al obtener aislamientos con actividad lipolítica se pue-

  

mejorar las condiciones de procesos biotecnológicos,

como el compostaje. Esta tecnología permite degra-

dar aceites domésticos hasta un 79%, con el objetivo





fertilizante de alta calidad. Adicionalmente, este méto-

do se ha empleado para la degradacion exitosa de acei-

tes minerales (hidrocarburos) y residuos de procesos de

extracción del petróleo (4).

Las principales fases de este proceso, dependiendo de

la temperatura, son:

     -

manas. La temperatura puede llegar a los 40°C; los mi-

croorganismos más abundantes son las bacterias, pre-

dominando géneros como Bacillus sp., Geobacillus sp.

y Paenibacillus sp.

        

temperaturas que oscilan entre los 60 y 70°C, predomi-

nando bacterias del género Bacillus sp., Brevibacillus

sp. y Paenibacillus sp. El material más difícil de des-

componer empieza a ser degradado y la alta temperatu-

ra es capaz de sanitizar patógenos, pero también puede

-

ponsables de la degradación se desnaturalizan.

• Fase de enfriamiento: ocurre entre los 27 y 48

días, la temperatura desciende hasta aproximadamente

los 30°C; las bacterias predominantes son Bacillus sp.,

Cellulomonas sp., Pseudomonas sp., Rhodococcus sp.,

Streptomyces sp. y Paenibacillus sp., los hongos predo-

minantes son Aspergillus sp., Dactylaria sp., Mucor sp.,

Scopulariopsis sp., Trichothecium sp. y Verticillium sp.

• Fase de Maduración: ocurre entre los 55 y 85

días. La temperatura se conserva entre los 25 y 30°C:

las bacterias predominantes son Bacillus sp., Brevundi-

monas sp., Cellulomonas sp., Flavobacterium sp., Pa-

racoccus sp., Geobacillus sp., Pseudomonas sp., Rho-

dococcus sp., Streptomyces sp. y Paenibacillus sp., los

hongos predominantes son Aspergillus sp., Acremo-

nium sp., Mucor sp., Scopulariopsis sp., Trichothecium

sp. Cephaliophora sp., Geotrichum sp., Gliocladium

sp. y Verticillium sp. Existe una baja tasa de actividad

microbiana y una poca cantidad de sustratos y hay una

descomposición muy avanzada de ácidos orgánicos y

formación de compuestos húmicos (5).

Como se observa anteriormente, en este proceso inter-

viene una gran diversidad de microorganismos, dán-

dose la formación de consorcios que son difíciles de

obtener en condiciones de laboratorio. Al realizar un

proceso de compostaje con alta cantidad de aceite estas

sucesiones microbianas permiten degradar gran can-

tidad estos compuestos, obteniendo un humus de alta

      

comprobados al biodegradar aceites domésticos de

aguas residuales (4).

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Con este proyecto se busca degradar los aceites domés-

ticos residuales por medio de un proceso biotecnológi-

co, como lo es el compostaje, el cual se potencializará

por medio de microorganismos lipolíticos aislados de

fuentes con alta carga orgánica de aceites, y así me-



microorganismos aislados serán caracterizados morfo-

lógica y bioquímicamente por medio de técnicas tra-



inóculo inicial, el cual se potencializará con la micro-

biota acompañante propia del compostaje. Se realiza-

rá un seguimiento continuo de los parámetros físicos,

químicos y microbiológicos para controlar las variables

e ir caracterizando el proceso que ocurre durante la de-

gradación de los aceites en el compostaje. A su vez, el

-

    

la NTC 5167, ya que este servirá para el abono de los

jardines de la universidad.

Objetivo general: Desarrollar un bioinóculo micro-

biano con actividad lipolítica, a partir de aislamientos

endógenos de un compostaje y aislados con actividad

lipolítica reportada, para la biodegradación de residuos

de aceites domésticos, en un sistema de compostaje.



1. Determinar la viabilidad de un co-cultivo de aisla-

mientos microbianos obtenidos a partir de un com-

postaje frente a microrganismos con actividad lipo-

lítica reportada.

    -

ción de aceites domésticos usados, empleando un

sistema de compostaje.

MATERIALES Y MÉTODOS

• Reactivación de microorganismos conservados por

el programa de biotecnología y la Corporación para

Investigaciones Biológicas (CIB): Se emplearon

como microorganismos de referencia con actividad

lipolítica comprobada una bacteria (Pseudomonas

sp.) y un hongo (Trichoderma sp.). Inicialmente,

se realizó la reactivación de estos microorganismo

conservados a -4°C en agar PDA. Una vez reactiva-

dos se les realizó una prueba de actividad lipolítica

en agar Lecitina.

• Aislamiento de microorganismos endógenos del

compostaje pre-establecido con actividad lipolítica:

Para el aislamiento de los microorganismos, se reco-

lectaron muestras de un compostaje establecido en

la Institución Universitaria Colegio Mayor de An-

tioquia (IUCMA), y dos compostajes del norte del

departamento de Antioquia, el cual se encontraba en

-

das a partir de 1 gramo de suelo en solución salina

0,89% para posteriormente ser sembrados en Agar

Czapek al 3%, medio cuya única fuente de carbono

era el aceite residual (2). Una vez hubo crecimiento,

       

Agar PDA y su posterior conservación en glicerol al

20%.

• Determinación de la actividad lipolítica de los ais-

lamientos endógenos del compostaje: Ambos ino-

culos se prepararon en solución salina al 0,85%, el

bacteriano se comparó frente a un patrón de McFar-

land 0,5 (1,5x108 cel/ml.) y para el fúngico se rea-

lizó una suspension de esporas, haciendo el conteo

en cámara de neubauer y se ajustó la concentración

a 1x108 esporas/ml. De estos inóculos se sembra-



diametro, los cuales estaban ubicados sobre el Agar

Lecitina. Luego de 3 días de incubación a tempera-

tura ambiente se midieron los halos de actividad.

 

compostaje. Se hizo caracterización macroscópica

y microscópica de los microorganismos que mayor

actividad lipolítica presentaron, utilizando tinción

de Gram para las bacterias y tinción con azul de lac-

tofenol para los hongos.

• Ensayos de antagonismo entre los aislamientos se-

leccionados. Los ensayos de antagonismo se hicie-

ron en Agar PDA, para ello se sembraron lineas per-

pendiculares entre bacterias, entre hongos y entre



o no actividad antagónica entre ellos.

• Montaje del compostaje: El experimento se llevará a

cabo sobre un sustrato sólido estéril con concentra-

ciones conocidas de lípidos. El diseño experimental

será un diseño completamente al azar con un factor;

un control Positivo (peróxido de hidrogeno como

agente químico), control negativo (agua destilada

estéril), Aislamiento de referencia y aislamientos

obtenidos. Las variables físicas que se determinarán

serán: temperatura, pH, humedad relativa y conduc-

tividad semanalmente (por duplicado). Los análisis

químicos se llevarán a cabo en el laboratorio espe-

cializado LACMA, para los cuales se tomarán 500 g



para los análisis de la relación C/N, Carbono orgá-

nico total, Nitrógeno orgánico total.

• Medición de la degradación de aceites domésticos:

Se tomarán muestras de los compostajes cada 15

dias durante 12 semanas, las cuales se someterán

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a un proceso de extracción utilizando el método de

extracción de Soxhlet. Luego, se calculará el por-

centaje de aceites biodegradados determinando los

gramos de aceite presentes en el compost.

RESULTADOS PARCIALES

• Reactivación de aislamientos microbianos conser-

vados por el programa de Biotecnología y la Cor-

poración para Investigaciones Biológicas (CIB): Se

hizo la reactivación exitosa del aislamiento bacte-

riano conservado por el programa de Biotecnología

y del aislamiento fúngico conservado por la CIB.

Ambos aislamientos tenían actividad lipolítica de-

mostrada en Agar Lecitina, presentando un buen

crecimiento a pesar de su conservación.

• Aislamiento de microorganismos endógenos del

compostaje pre-establecido con actividad lipolítica:

Se obtuvieron un total de 17 morfotipos bacterianos

y 12 fúngicos.

• Determinación de la actividad lipolítica de los ais-

lamientos endógenos del compostaje: Se seleccio-

naron dos bacterias (R y S) y un hongo (HR) con

mayor actividad (mayor halo en Agar lecitina).

 

compostaje: Las colonias de los aislamientos R y

S presentaron parámetros similares (características

macroscópicas: Colonia blanca y amarilla respec-

    

lisa, cremosa. Características microscópicas: Cocos

Gram positivos). Colonia HR: compatible con Peni-

cillium sp. (características macroscópicas: Colonia

de color rosa pálido, redonda, borde plumoso. Ca-

racterísticas microscópicas: Hifas hialinas septadas,

esporas pequeñas, ovaladas).

• Ensayos de antagonismo entre los aislamientos

seleccionados. Se observó antagonismo entre los

microorganismos de referencia y los aislamientos

observados. De igual forma no se encontró antago-

nismo entre los microorganismos aislados a partir

del compostaje pre-establecido.

DISCUSIÓN

Teniendo en cuenta los resultados observados se evi-

denció que estos son concordantes con lo reportado por

los autores descritos anteriormente. El medio Czapek

3% fue el ideal para los aislamientos a partir del com-

postaje, el cual fue estandarizado con los aceites resi-

duales domésticos de nuestra zona. Los aislamientos

fueron conservados a -20°C, lo que permitirá su uso

para las siguientes fases.

CONCLUSIONES

• Se encontraron tres aislamientos, dos bacterias y un

hongo, con buena actividad lipolítica a partir de la

muestra del compostaje.

• Se observó una relación no antagónica entre el hon-

go HR y las bacterias S y R. Sin embargo, existe

un marcado antagonismo de Pseudomonas sp. y Tri-

choderma sp. frente a los otros aislamientos obteni-

dos.

• El cumplimento en porcentaje del primer objetivo

fué del 100%.

• De los resultados obtenidos con las pruebas de an-

    

el segundo objetivo, el cual será un diseño com-

pletamente al azar, un factor (inóculo), ocho nive-

les (Agua destilada estéril, Peróxido de hidrógeno,

Pseudomonas sp., Trichoderma sp., Hongo HR,

Bacteria S, Bacteria R y Hongo HR, Bacteria S y R)

y tres réplicas.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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cias Biológicas. Universidad Mayor de San Marcos,

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Medellín: Universidad de Antioquia. Facultad de

Ingeniería, 2009.

Fecha de recepción: 23/09/15

Fecha de aprobación: 07/10/15

Correspondencia: Vásquez Alarcón Álvaro Eduardo

Email: alvaro.vasquez95@gmail.com