Pleurotus ostreatus, agente mineralizador y desintoxicante de residuos lignocelulósicos de colillas de cigarro

Veronika Vera Marmanillo; Renzo Rodrigo Quiñones Loayza; Adriana Zegarra Tupayachi

doi:10.31637/epsir-2024-817

Authors

Veronika Vera Marmanillo National University of Saint Anthony the Abbot in Cuzco https://orcid.org/0000-0002-2777-2874
Renzo Rodrigo Quiñones Loayza National University of Saint Anthony the Abbot in Cuzco https://orcid.org/0000-0003-4133-5088
Adriana Zegarra Tupayachi National University of Saint Anthony the Abbot in Cuzco https://orcid.org/0000-0002-2165-3882

DOI:

https://doi.org/10.31637/epsir-2024-817

Keywords:

circular economy, basidyomycete, bioaccumulation, mineralization, detoxification, cigarette butts, SEM, EDS

Abstract

Introduction: Within the framework of the circular economy, the recovery of unusable and potentially toxic solid waste, through biotechnology, is essential. Objective: Determine the effectiveness in the mineralization and detoxification of cigarette butts using Pleurotus ostreatus to achieve a compostable substrate, free of substances contaminating the environment. Methodology: A widely distributed and adapted edible basidiomycete fungus (Pleurotus ostreatus) capable of developing in hostile environments was used. Mycelia of the fungus were inoculated on the substrate of cigarette butts in a ratio of 2:1, considering controlled environmental parameters of Tº and RH%, the most effective being 20ºC and 75%. Results: The development of mycelia was observed for 75 days, where the fungus reached its maximum growth, forming well-developed carpophores. The evaluations carried out were by SEM and EDS, before and after each treatment, the first evaluation after 35 days showed absolute colonization of the substrate. The elements with the highest mineralization were Chlorine and Sulfur. At 75 days, Titanium, Silicon, Chlorine, Sulfur and Aluminum. Discussion: Controlled environmental parameters are essential for the development of the basidiomycete and the available carbon source, the greatest growth factor. Conclusions: Fruiting bodies were evaluated to show bioaccumulation of chemical elements, resulting in; Silicon, Aluminum, Sulfur almost undetectable, Chlorine not detected.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Veronika Vera Marmanillo, National University of Saint Anthony the Abbot in Cuzco

Biologist, specializing in Ecology and Environment, graduated from the National University of San Antonio Abad del Cusco UNSAAC. Master in University Teaching, Master in Environmental Engineering, PhD in Environment and Sustainable Development, with post-doctorate in Innovation and Research, specializing in environmental quality monitoring, environmental impact assessment, toxicology and environmental pollution. She is a research professor at the Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco.

Renzo Rodrigo Quiñones Loayza, National University of Saint Anthony the Abbot in Cuzco

Environmental Engineer graduated from the Universidad Andina del Cusco, specialist in SSOMA, Master's student in Ecology and Environmental Management at UNSAAC.

Adriana Zegarra Tupayachi, National University of Saint Anthony the Abbot in Cuzco

Biologist, specializing in Ecology and Environment. Master's degree in Environmental Sciences, Environmental Management orientation. Environmental consultant with experience in environmental consulting, ISO 14001 environmental management systems, environmental monitoring, environmental training and awareness, preparation of environmental impact studies, water quality studies.

References

Aguilar-Pumahuillca F., Huamán-Huamán H. y Holgado-Rojas, M. (2019). Caracterización de Pleurotus sp. aislado de la comunidad nativa de Korimani, centro poblado de Kiteni-Echarate, la Convención, Cusco, Perú. Ecología aplicada, 18(1), 45-50. http://dx.doi.org/10.21704/rea.v18i1.1305. DOI: https://doi.org/10.21704/rea.v18i1.1305

Araújo, M. C. B. y Costa, M. F. (2019). A critical review of the issue of cigarette butt pollution in coastal environments. Environmental research, 172, 137-149. https://doi.org/10.1016/j.envres.2019.02.005 DOI: https://doi.org/10.1016/j.envres.2019.02.005

Arias-Carbajal, G. M. O., García, G. B., Rodríguez, D. B., Álvarez, I. y González, A. L. (2005). Biotransformacion de Residuos Lignocelulosicos con Hongos Pleurotus. Revista CENIC. Ciencias Biológicas, 36. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=181220525083

Benítez, L. (2012). Degradación de los Residuos Sólidos del Cigarrillo por crecimiento de Pleurotus ostreatus (Jacq: Fr.) Kumm y Trametes versicolor (L.: Fr.) Pilát. Universidad nacional autónoma de México. https://1drv.ms/b/s!AvMamKJBNbqPhV7yh5DVkYvE6daL

Caro, B. (2023). Degradación del acetato de celulosa presente en colillas de cigarro mediante el hongo Pleurotus Ostreatus Var Florida para su conversión a celulosa. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 7(4). https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v7i4.7029 DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v7i4.7029

Cayetano-Catarino M., Bernabé-Villanueva G., Romero-Flores A. y Bernabé-González T. (2020). Rastrojo de tres plantas (Familia: Fabaceae) como sustrato para el cultivo de Pleurotus Ostreatus (Jacq.) P. Kummer., en México. Journal Aplica. Nat. Ciencia, 12, 156-158. https://bit.ly/3Y3xj9W DOI: https://doi.org/10.31018/jans.vi.2270

Delfín-Alcalá, I. y Durán-De-Bazúa, C. (2003). Biodegradación de residuos urbanos lignocelulósicos por Pleurotus. Revista internacional de contaminación ambiental, 19(1), 37-45. https://www.redalyc.org/pdf/370/37019104.pdf

Díaz Muñoz, K. (2019). Producción de Pleurotus ostreatus (Pleurotaceae) ICFC 153/99 cultivadas sobre diferentes residuos lignocelulósicos. Arnaldoa, 26(3), 117-1184. http://dx.doi.org/10.22497/arnaldoa.263.26322

Doroški, A., Anita K., Režek J. y Ilija D. (2022). Food Waste Originated Material as an Alternative Substrate Used for the Cultivation of Oyster Mushroom (Pleurotus ostreatus). A review. Sustainability Journal, 14(19). https://doi.org/10.3390/su141912509 DOI: https://doi.org/10.3390/su141912509

Faria, P. M., Muzzi, R. M., de Goes, R. H. de T. B. y Gressler, M. G. de M. (2022). Bioconversão de coprodutos agroindustriais utilizando fungos Pleurotus ostreatus e Pleurotus sajor-caju para alimentação de ruminantes. Revista Acadêmica Ciência Animal, 20. DOI.10.7213/acad.2022.20008 DOI: https://doi.org/10.7213/acad.2022.20008

Fufa B., Tadesse B. y Tulu M. (2021). Cultivo de Pleurotus ostreatus sobre desechos agrícolas y su combinación. En t. J. Agrón., 202. https://bit.ly/3Sddtp5 DOI: https://doi.org/10.1155/2021/1465597

Golian M., Alžbeta H., Mezeyová I., Chlebová Z., Hegedűs O. y Urminská D. (2022). Acumulación de elementos metálicos seleccionados en los cuerpos fructíferos del hongo ostra. The Foods, 11(1).1155-1167. DOI.10.3390/foods11010076 DOI: https://doi.org/10.3390/foods11010076

Harms, H., Schlosser, D. y Wick, L. (2011). Potencial sin explotar: explotación de hongos en la biorremediación de productos químicos peligrosos. Nat Rev Microbiol., 9, 177–192. https://doi.org/10.1038/nrmicro2519 DOI: https://doi.org/10.1038/nrmicro2519

Herrera, J., Naranjo, N., Páez, L., Cisneros, M., Gurrola, D., Ricario, R., Monreal, H. y Amparan, H. (2015). Los hongos de la pudrición blanca involucrados en la fertilidad del suelo. Viduspra, Visión Científica, 7(1), 22–25. https://doi.org/10.30550/j.lil/2022.59.S/2022.08.11 DOI: https://doi.org/10.30550/j.lil/2022.59.S/2022.08.11

Higuchi, T. (2006). Revise los estudios de bioquímica de la lignina. Revista de Ciencia de la Madera., 52, 2–8. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-221X2007000200008 DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-221X2007000200008

Iwamoto, T. y Masao, N. (2001). Current bioremediation practice and perspective, Journal of Bioscience and Bioengineering, 92(1), 1-8. https://doi.org/10.1016/S1389-1723(01)80190-0 DOI: https://doi.org/10.1016/S1389-1723(01)80190-0

León Avendaño, H., Martínez García, R., Caballero, P. y Martínez Carrera, D. (2013). Caracterización de dos cepas de Pleurotus djamor nativas de Oaxaca, México. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 6, 1285-1291. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=263128353019 DOI: https://doi.org/10.29312/remexca.v0i6.1291

Medaura, M., Guivernau, M., Boldu, F., Moreno, X. y Viñas, M. (2013). Micorremediación y su aplicación para el tratamiento de suelos contaminados con hidrocarburos pesados. En V simposio Iberoamericano de residuos sólidos.

Melanouri, E., Dedousi, M. y Diamantopoulou, P. (2022). Cultivo de cepas de hongos Pleurotus Ostreatus y Pleurotus Eryngii en residuos agroindustriales en fermentación en estado sólido. Parte I: Detección de crecimiento, endoglucanasa, lacasa y producción de biomasa en la fase de colonización. Recursos de carbono. Conversa., 5, 61-70. https://www.redalyc.org/pdf/2231/223131465002.pdf

Nakazawa, T., Kawauchi, M. y Otsuka, Y. (2024). Pleurotus ostreatus as a model mushroom in genetics, cell biology, and material sciences. Appl Microbiol Biotechnol, 108. DOI.10.1007/s00253-024-13034-4 DOI: https://doi.org/10.1007/s00253-024-13034-4

Omoni, V., Ibeto, N., Lag-Brotons, J., Bankole, O. y Semple, K. (2022). Impacto de los hongos de pudrición blanca inmovilizados en residuos lignocelulósicos en la mejora del desarrollo del catabolismo del 14C-fenantreno en el suelo. Ciencia. Medio ambiente total., 8(11). https://bit.ly/4bJykas

Pavlik, M. y Pavlik Š. (2013). Actividad de descomposición de la madera del hongo ostra (Pleurotus ostreatus) aislada in situ. Revista Ciencias Forenses., 59(1), 28-33. https://doi.org/10.17221/60/2012-JFS DOI: https://doi.org/10.17221/60/2012-JFS

Picco C., Suarez N. y Regenhardt S. (2023). Explorando el impacto de la composición del sustrato y los parámetros del proceso en biomaterial derivado del micelio del hongo Pleurotus ostreatus y desechos agrícolas. MRS avanza, 33-38. DOI.10.1557/s43580-023-00623-0

Quiñones, R. (2022). Efectividad de Pleurotus ostreatus (cepa gris, blanco y rojo) como organismo biodegradador de celulosa y lignina en el tratamiento de residuos de colillas de cigarro. Universidad Andina del Cusco. https://bit.ly/3Wn2WKl

Rodríguez, D. T. (2003). El papel de los microorganismos en la biodegradación de compuestos tóxicos. Revista Ecosistemas, 12(2). https://bit.ly/3Y5p1P1

Rigas, F., Dritsa, V., Marchant, R., Papadopoulou, K., Avramides, E. J. y Hatzianestis, I. (2005). Biodegradation of lindane by Pleurotus ostreatus via central composite design. Environment international, 31(2), 191-196. https://doi.org/10.1016/j.envint.2004.09.024 DOI: https://doi.org/10.1016/j.envint.2004.09.024

Roldan, B. J. (2016). Descripción de las características macroscópicas, de cultivo in vitro de cepas de Pleurotus aisladas en Guatemala. Universidad de San Carlos de Guatemala. https://bit.ly/3LqC1qX

Romero, O., Huerta, M., Damián, M., Macías, A., Tapia, A., Parraguirre, J. y Juárez, J. (2010). Evaluación de la capacidad productiva de Pleurotus ostreatus utilizando hoja de plátano deshidratada (Musa paradisiaca L.) Agronomía Costarricense., 34(1), 53-63 https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=43617800005 DOI: https://doi.org/10.15517/rac.v34i1.6699

Ruiz, J. (2019). Degradación de colillas por medio del “hongo ostra” Pleurotus ostreatus var. crema BPR-1. ResearchGate., 1-14 https://bit.ly/4cJ3vE4

Senzosenkosi, M., Mthokozisi, C., Nkoana, I. y Ofentse Jacob, P. (2023). Bioprospección de los efectos biológicos del cultivo de hongos Pleurotus ostreatus a partir de desechos agrícolas seleccionados y suplementos de harina de maíz. Journal of Food Biochemistry, 16(2), 123-132. DOI.10.1155/2023/2762972

Širić, I., Pankaj, K., Bashir, A., Sami, A., Rakesh, B., Archana, B., Fidelis, O., Vinod, K. y Mostafa, A. (2022). Evaluación de riesgos de la aparición de metales pesados en dos hongos ostra silvestres comestibles (Pleurotus spp.) recolectados en el Parque Nacional Rajaji. Journal of Fungi, 8(10). DOI.10.3390/jof8101007

Tagkouli, D., Bekiaris, G., Pantazi, S., Anastasopoulou, M., Koutrotsios, G., Mallouchos, A., Zervakis, G. y Kalogeropoulos, N. (2021). Perfil volátil de Pleurotus Eryngii y Pleurotus Ostreatus cultivados en subproductos agrícolas y agroindustriales. Alimentos, 10. https://doi.org/10.3390/foods10061287 DOI: https://doi.org/10.3390/foods10061287

Updyke, R. (2014). Biodegradation and Feasibility of Three Pleurotus Species on Cigarette Filters. https://bit.ly/464PNsS

Wolter, M., Zadrazil, F. y Martens, R. (1997). Degradación de ocho hidrocarburos aromáticos policíclicos altamente condensados por Pleurotus sp. Florida en sustrato de paja de trigo macizo. Journal Applied Microbiology Biotechnology, 48, 398-404. https://doi.org/10.1007/s002530051070 DOI: https://doi.org/10.1007/s002530051070

Zárate-Salazar, J., Santos, M., Caballero, E., Martins, O. y Herrera, A. (2020). Uso de residuos lignocelulósicos de maíz y arroz como sustratos para el cultivo del hongo ostra (Pleurotus ostreatus Jacq.). AplicaSN Ciencia, 2. https://doi.org/10.31047/1668.298x.v39.n2.36768 DOI: https://doi.org/10.31047/1668.298x.v39.n2.36768