LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, diciembre, 2024, Volumen V, Número 6 p 1891.
DOI: https://doi.org/10.56712/latam.v5i6.3131
Evaluación de residuos agroindustriales para la producción
de esporas de hongos filamentosos
Evaluation of agroindustrial waste for the production of spores of
filamentous fungi
Jacquelin León Báez
Jacquelin.lb@teziutlan.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0003-4588-6127
Instituto Tecnológico Superior de Teziutlán
Puebla – México
Lucila Márquez Pallares
lucila.mp@apizaco.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0003-2422-7800
Instituto Tecnológico de Apizaco
Tlaxcala – México
Dulce María Hernández Degante
dulce.hd@teziutlan.tecnm.mx
https://orcid.org/00009-0004-1178-7619
Instituto Tecnológico Superior de Teziutlán
Puebla – México
Artículo recibido: 28 de noviembre de 2024. Aceptado para publicación: 12 de diciembre de 2024.
Conflictos de Interés: Ninguno que declarar.
Resumen
Se evaluaron cuatro tipos de residuos agroindustriales, olote de maíz, raquis de plátano, cascarilla de
café y tazole, recolectados en la zona de Teziutlán y alrededores con el fin de producir esporas de
hongos filamentosos, los cuales representan una alternativa viable para el control de plagas. Se utilizó
una cepa (J800) de hongo filamentoso de la colección de cepas del Laboratorio de Microbiología del
Instituto Tecnológico Superior de Teziutlán el cual fue aislado de suelos de la región. Se incubaron
durante 12 días en los cuales se analizaron cualitativamente para observar el comportamiento del
micelio. Se tomaron lecturas de esporas en los días 7, 10 y 12 para conocer el crecimiento. El raquis
de plátano humectado con medio papa dextrosa fue el sustrato que tuvo una mayor producción con
una cantidad de 1.64E+09 de esporas por gramo.
Palabras clave: trichoderma, fermentación sólida, bioinsecticida
Abstract
Four types of agro-industrial waste were evaluated: olote de maíz, raquis de platano, cascarilla de café
and tazole, collected in the Teziutlán area and surroundings in order to produce spores of filamentous
fungi, which represent a viable alternative for pest control. A strain (J800) of filamentous fungus from
the strain collection of the Microbiology Laboratory of the Instituto Tecnologico de Teziutlan was used,
which was isolated from soils in the region. They were incubated for 12 days during which they were
qualitatively analyzed to observe the behavior of the mycelium. Spore readings were taken on days 7,
10 and 12 to determine growth. Raquis de platano moistened with liquid of potato dextrose was the
substrate that had the highest production with a quantity of 1.64E+09 spores per gram.
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, diciembre, 2024, Volumen V, Número 6 p 1892.
Keywords: trichoderma, solid fermentation, bioinsecticide
Todo el contenido de LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades,
publicado en este sitio está disponibles bajo Licencia Creative Commons.
Cómo citar: León Báez, J., Márquez Pallares, L., & Hernández Degante, D. M. (2024). Evaluación de
residuos agroindustriales para la producción de esporas de hongos filamentosos. LATAM Revista
Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades 5 (6), 1891 – 1901.
https://doi.org/10.56712/latam.v5i6.3131
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, diciembre, 2024, Volumen V, Número 6 p 1893.
INTRODUCCIÓN
En los cultivos de hortalizas de la región de Teziutlán Puebla, existen patógenos que afectan
principalmente los invernaderos. El control de este tipo de plagas se realiza con productos químicos,
que contaminan el suelo y el agua. Diversos autores han evaluado la capacidad antagónica in vitro de
cepas nativas de hongos filamentosos contra patógenos. Por lo que las cepas de hongos filamentosos
representan una alternativa viable para el control de plagas.
En los últimos años, las fermentaciones sólidas han sido muy utilizadas para el crecimiento de hongos
filamentosos, por sus bajos costos y alto rendimiento en producción de esporas. Los subproductos
agrícolas que contienen alto contenido celulósico son una nueva oportunidad para tener mayor
variedad de sustratos que los que se utilizan actualmente como la cascarilla de arroz, soya, trigo y
cebada, que tienen las cantidades nutricionales de nitrógeno y carbón necesarias para el desarrollo de
las esporas.
Los hongos filamentosos son organismos eucarióticos, están compuestos por un núcleo,
mitocondrias, retículo endoplasmático, aparato de Golgi, entre otros organelos más, tienen un sistema
nervioso vegetativo llamado talo que es muy parecido al de las plantas, también se caracterizan por
estar compuestos de filamentos de tamaño microscópico, estos filamentos están compuestos
principalmente por quitina, galactanos y quitosán, la pared celular se compone por carbohidratos (80-
90%), proteínas y lípidos. Los hongos filamentosos poseen la habilidad de adaptarse fisiológicamente
al medio donde se encuentren, resistiendo condiciones extremas [5], se desarrollan a partir de
sustratos que utilizan como alimento; gracias a la acción de las enzimas que liberan son capaces de
degradar nutrientes cumpliendo así un papel fundamental dentro de los organismos
descomponedores. La fuente de energía utilizada es la glucosa, aunque también utilizan fructosa,
manosa y galactosa. Otros hongos son capaces de degradar lignina a dióxido de carbono, pero en
presencia de otra fuente de carbono como la celulosa.
La glucosa sirve como fuente de carbono para el crecimiento de los hongos, además de que utilizan
compuestos de carbono orgánico más complejos como el almidón, así mismo aprovechan algunas
fuentes de nitrógeno inorgánico como sales de amonio y nitratos, se desarrollan a una temperatura
que va desde los 25 hasta los 30°C.
Se han realizado investigaciones en diferentes sustratos con diferentes condiciones para el desarrollo
de hongos filamentosos, en una de ellas se probaron 12 diferentes sustratos agrícolas provenientes
de los municipios de Tuxtepec, Oaxaca y Zihuatanejo, Guerrero, midiendo la capacidad de esporulación
del hongo filamentoso y observó que uno de los mejores sustratos fueron el olote de maíz con una
cantidad de esporas final de 2.42*108/ml, la cáscara de cacahuate con 2.41*108/ml y el rastrojo de
maíz tuvo una concentración de 2.02*108/ml. Por otra parte se evaluó una cepa aislada en dos
procesos de fermentación en estado sólido, en el que utilizaron sustratos y semillas, los sustratos que
se utilizaron fueron cascarilla de arroz y algodón y la mejor producción de esporas se dio en el sustrato
en seco de cascarilla de algodón y semillas de Artocarpus. En otra investigación experimental donde
describen la producción de enzimas mediante fermentación en estado sólido del hongo Aspergillus
Fucuum sobre residuos agroindustriales probaron con distintos volúmenes de sustrato y diferentes
niveles de aireación. Los sustratos utilizados fueron residuos de maíz, trigo, canola, y arándanos, y la
finalidad fue similar a esta investigación que es aprovechar la biomasa y evitar su acumulación en los
basureros. También se probó la reproducción de esporas en granos de maíz quebrado, trigo y arroz, en
la región de Tetela de Ocampo, Puebla-México. El tiempo de incubación para cada sustrato fue de 15
días a una temperatura ambiente. El sustrato que presentó una cantidad mayor en la producción de
esporas fue el maíz, con 107.51*104/ml, seguido por el trigo con 22.81*104/ml y por último el arroz
con 9.06*104/ml, además con el sustrato de maíz se presentó una mayor expansión del micelio en
comparación con los demás tratamientos [4]. En este estudio uno de los sustratos que se utilizaron fue
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, diciembre, 2024, Volumen V, Número 6 p 1894.
el Tazole o rastrojo de maíz, es un tipo de forraje utilizado para la alimentación animal, incluye: tallos y
hojas que fueron desecadas por el sol después de la cosecha, tiene alto contenido lignocelulósico,
aparte de contener una gran variedad de elementos químicos, como el azufre, calcio, cloro, potasio y
silicio [10]. El olote de maíz es el producto resultante al separar el grano de la mazorca, la cascarilla de
café también conocida como pergamino, es un tipo de biomasa que es resultante del procesado del
café, después del despulpado, trillado y tostado. El raquis o pedúnculo floral, es conocido también
como pinzote o vástago, es el encargado de dar soporte a los racimos de plátano, que al ser
comercializados termina siendo un desecho después de su corte. Al ser un material con alto grado de
nutrientes puede ser utilizado en sistemas de compostaje. Por lo que el objetivo de este trabajo es
buscar el aprovechamiento de los residuos agroindustriales que son desechados en los alrededores
de la región de Teziutlan como el olote de maíz, raquis de plátano, cascarilla de café y tazole,
utilizándolos como sustratos en un proceso de fermentación sólida para la producción de hongos
filamentosos los cuales están siendo utilizados como control biológico de los patógenos de frutas y
vegetales. Además se disminuiría la cantidad de materiales lignocelulósicos que se desechan en los
basureros que generan olores desagradables, y fauna no deseada.
METODOLOGÍA
Análisis físicos y químicos de los sustratos
Se recolectaron en la zona de Teziutlán 4 tipos de residuos agroindustriales: olote de maíz, raquis de
plátano, cascarilla de café y tazole. Para determinar la humedad de los sustratos se pusieron muestras
de 2 g en crisoles a peso constante y se colocaron en el horno de secado durante 4 horas a una
temperatura de 100 °C. Al finalizar el tiempo de secado, se pusieron los crisoles en un desecador hasta
tener peso constante.
El porcentaje de humedad se calculó con la siguiente fórmula:
Donde:
P: peso del crisol con muestra húmeda (g)
P1: Peso del crisol con muestra seca (g)
P2: Peso de la muestra (g)
Para la determinación del porcentaje de retención de humedad se pesaron 20 gramos de muestra de
cada sustrato por triplicado y se mezclaron con 100 ml de agua corriente. Se dejaron reposar 1 hora y
se colocaron en embudos con papel filtro y se filtraron hasta el cese del goteo [11]. Posterior a eso, se
pesaron las muestras y se realizaron los cálculos con la siguiente fórmula:
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, diciembre, 2024, Volumen V, Número 6 p 1895.
Para la determinación de la porosidad se colocaron en varias probetas de 250 ml, las muestras de cada
uno de los sustratos y se golpearon suavemente contra una superficie sólida para eliminar los espacios
vacíos, se repitió el proceso hasta alcanzar un volumen de 110 ml posteriormente, se pesaron las
probetas y se registraron los pesos. Se colocaron las muestras en un vaso de precipitado y se les
adiciona agua corriente, después se colocaron las mezclas dentro de embudos con papel filtro
previamente humedecidos, finalmente se dejaron filtrar una hora. Se realizaron los cálculos con la
siguiente fórmula [12]:
Para determinar la densidad aparente se pesó una probeta de 250 ml y con la ayuda de una espátula
se tomó una porción de la muestra de cada uno de los sustratos y se colocaron dentro de las probetas,
se evitaron los espacios vacíos y se repitió el procedimiento hasta que se llegó a un volumen
específico. Al terminar, se pesó la probeta con la muestra y se determinó la densidad con la siguiente
fórmula:
Donde:
P: peso de los sustratos contenidos dentro de la probeta
V: Volumen específico que el sustrato alcanzó dentro de la probeta
Para la determinación de pH, se colocaron 5 gramos de muestra en 20 ml de agua destilada, dejando
un periodo de reposo de 15 minutos, se utilizó un potenciómetro para la medición [13].
Inoculación de sustratos y fermentación en estado sólido
Para la fermentación en estado sólido, se utilizó el aislado de Trichoderma codificado como J800
proveniente de la colección de cepas del Laboratorio de Microbiología del Instituto Tecnológico
Superior de Teziutlán, el cual fue aislado de los suelos del municipio de Teziutlán.
El aislado fue activado en medio Agar Papa Dextrosa (PDA) durante 7 días de incubación a una
temperatura ambiente aproximada de 20-25°C.
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, diciembre, 2024, Volumen V, Número 6 p 1896.
Figura 1
Apariencia de la cepa J800
El medio de cultivo utilizado para la concentración de la cepa J800 fue PDA (Agar Papa Dextrosa). Se
pesaron 9.75 g de PDA y 4.5 g de agar bacteriológico en una balanza analítica de la marca Sartorious,
se colocaron en un matraz de 500 ml con 250 ml de agua y se puso en la parrilla, al matraz se le colocó
un agitador magnético para homogenizar la mezcla. Se midió el pH con un potenciómetro para
mantener el medio de cultivo a 5.5, o ajustar con NaOH 0.1 N. Una vez que se obtuvo el pH adecuado,
se esterilizó el medio en la autoclave a una temperatura de 121 °C durante 15 minutos a 1 atmósfera,
al terminar el tiempo de esterilización se dejó enfriar en una campana en espacio estéril y se vertió en
14 placas Petri estériles, se dejó solidificar el medio de cultivo a temperatura ambiente y se
almacenaron en bolsas de poli papel las cajas Petri.
El sembrado de las placas se realizó con la cepa J800. Con un cúter estéril se cortó un pequeño trozo
del agar que contenía micelio, se tomó por la parte inferior y se colocó boca abajo en una placa nueva.
El proceso se repite en todas las placas y se cubren con plástico adherente por los bordes y se incuban.
Pasados 7 días de incubación, se preparó una solución estéril de glicerol al 30% que se adicionó a una
de las placas y se hizo un raspado del micelio, se recuperó con la pipeta y se devolvió al tubo de la
solución, se repitió el proceso hasta concluir el raspado y la recolección en todas las placas. Para el
conteo de esporas se utilizó un microscopio digital y una cámara de Neubauer.
Para humectar los sustratos, se pesaron 5 gramos de cada muestra y se agregaron en frascos de vidrio.
Se realizó un medio de cultivo papa dextrosa, se hirvieron 200 gramos de papas con 1 litro de agua,
durante 5 minutos aproximadamente, se dejó atemperar y se filtró con ayuda de gasas y un embudo,
el líquido se recuperó en un vaso de precipitados. Se completó el volumen gastado y se le agregó 20
gramos de dextrosa en polvo, se colocó en una parrilla de agitación para facilitar la homogeneización.
Después de humectar los sustratos, con el medio de cultivo papa dextrosa se hicieron las réplicas, pero
la humectación de los sustratos fue solo con agua. Todas las muestras se esterilizaron durante 20
minutos y se resguardaron en el gabinete de seguridad. Posteriormente se inocularon los sustratos
con la cepa J80 y se resguardaron en una caja de plástico para su fermentación.
El conteo de esporas se realizó en los días 7, 10 y 12 de la fermentación. Se realizó el conteo con la
cámara de Neubauer y microscopio digital.
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, diciembre, 2024, Volumen V, Número 6 p 1897.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La gráfica 1 muestra los porcentajes obtenidos sobre el análisis de humedad realizado en cada
sustrato. El sustrato que presentó mayor humedad fue el raquis de plátano, con un porcentaje de
93.43%, el olote de maíz 4.95%, la cascarilla de café 9.98% y tazole 5.32%.
Gráfico 1
Porcentaje de humedad de los sustratos utilizados para la fermentación sólida
La retención de humedad en un sustrato dependerá de varios factores, principalmente de la
composición química y del tamaño de partícula, uno pequeño tiene alta retención de agua como es el
caso del olote de maíz que presentó una retención de 265.17% lo que beneficia la fermentación, aunque
disminuirá la aireación dentro del sistema. El tazole tiene una retención del 366.50% al ser un residuo
que incluye hojas y tallos que presentan poros internos, hace que la humedad no se concentra solo en
un tipo de partículas y se distribuya mejor. El raquis de plátano al ser el sustrato que mayor humedad
presentó, tendrá una retención alta con un valor de 308.44%. Finalmente, la cascarilla de café con un
valor 215%, fue el sustrato con la menor retención esto debido a la estructura que tiene, como el poco
grosor en sus paredes en comparación con otros sustratos, lo que hace que tenga menor cantidad de
poros internos provocando una retención de humedad baja.
La porosidad de un sustrato es la relación entre el volumen del espacio poroso y el volumen total de la
muestra, representando el porcentaje de espacios vacíos en el volumen total. El sustrato con mayor
porcentaje de porosidad fue el olote de maíz, con un valor de 36.96%, en cuanto al raquis de plátano se
obtuvo un valor de 33.76%, por último, el tazole con 18.37% y la cascarilla de café con 9.15%. A menor
porosidad dentro del sistema, mayor será la dificultad del hongo para dispersarse por el sustrato,
limitando su crecimiento y el desarrollo del micelio.
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, diciembre, 2024, Volumen V, Número 6 p 1898.
Gráfico 2
Porosidad de los sustratos utilizados para la fermentación sólida
La densidad aparente se representa en relación al peso seco con el volumen total que ocupa, entre
mayor sea la densidad aparente menor será la condición de drenaje y porosidad. El sustrato que
presentó mayor densidad fue el olote de maíz con 0.30 g/cm3 después estuvo el raquis de plátano con
0.19 g/cm3, la cascarilla de café tuvo una densidad aparente de 0.11 g/cm3. Finalmente, el tazole tuvo
una densidad aparente de 0.07 g/cm3.
Gráfico 3
Densidad aparente de los sustratos utilizados para la fermentación sólida
El olote de maíz presentó un valor de pH de 6, valor cercano al pH óptimo de crecimiento de los hongos
filamentosos, que es de 5.5, por otro lado, el raquis de plátano tuvo 7.1, y el tazole presentó el valor
más alto con 8.8, aunque en las lecturas de esporas se comprobó que no afectó demasiado en la
fermentación. La cascarilla de café tuvo un pH de 4.6.
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, diciembre, 2024, Volumen V, Número 6 p 1899.
Gráfico 4
pH de los sustratos utilizados para la fermentación sólida
Dentro de la evaluación de crecimiento de la cepa J800 se observó que en el sustrato raquis de plátano
y olote de maíz, al día 10 alcanzaron una mayor producción de esporas ya que después de ese día la
curva de crecimiento bajó considerablemente, a diferencia de tazole y cascarilla de café la mayor
producción fue al día 12. El mayor crecimiento de esporas fue en el sustrato raquis de plátano. En la
gráfica 5 se observa el crecimiento de esporas en el sustrato humectado con el medio papa dextrosa
y agua.
Gráfica 5
Producción de esporas de la cepa J800 en raquis de plátano
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, diciembre, 2024, Volumen V, Número 6 p 1900.
Figura 2
Crecimiento de micelio en el día 7 después de la inoculación en el sustrato raquis de plátano
Figura 3
Crecimiento de micelio en el día 10 después de la inoculación en el sustrato raquis de plátano
El raquis de plátano humectado al 100% con medio papa dextrosa fue el sustrato que tuvo una mejor
respuesta en cuanto a la producción con una cantidad de 1.64E+09 de esporas por gramo. El sustrato
de olote de maíz tuvo una producción de 1.04E+09 el cual es mencionado en otras investigaciones [7]
como un buen sustrato. El tazole tuvo su mayor producción el día 12 con 6.3E+08 y la cascarilla de
café con 4.1E+08 que coincide con los análisis físicos al ser un sustrato poco poroso con poca
retención de agua y con un pH más bajo de lo requerido por los hongos filamentosos.
CONCLUSIÓN
El mejor sustrato de los evaluados en este estudio para el crecimiento del hongo filamentoso de la
cepa J800 fue el raquis de plátano al día 10 después de ser inoculado, humectado con el medio papa
dextrosa, el segundo mejor evaluado fue el olote de maíz, lo cual se relaciona con la porosidad de los
sustratos, los nutrientes, la capacidad de retención de agua. Los sustratos con pH más extremos (8.8
y 4.6) también fueron los menos productivos.
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, diciembre, 2024, Volumen V, Número 6 p 1901.
REFERENCIAS
A. M Mesa-Vanegas, A. Marin, J. Calle-Osorno, “Metabolitos secundarios en Trichoderma spp. y sus
aplicaciones biotecnológicas agrícolas”, Actualidades Biológicas, vol. 41, no 111, pp. 32-44, 2019.
https://doi.org/10.17533/udea.acbi.v41n111a02
Agamez Ramos, E. Y. (2009). Evaluación de sustratos y procesos de fermentación sólida para la
producción de esporas de Trichoderma sp. Revista Colombiana de Biotecnología 10 (2), 23-34. Bogota,
D.C. Colombia, Colombia: Universidad Nacional de Colombia.
Amaro Leal, L., Romero Arenas, O., Rivera, T., & Huerta, L. (2015). Paper presented at the V Congreso
Latinoamericano de Agroecología-SOCLA (7 al 9 de octubre de 2015,La Plata).
Atarés Huerta, L. (2015) Determinación de la porosidad. ETSIAMN, Universidad Politécnica de Valencia.
B. Leon Ttacca, N. Ortiz Calcina, N. Condori Ticona & E. Chura Yupanqui, “Cepas de Trichoderma con
capacidad endofitica sobre el control del mildiu (Peronospora variabilis Gäum.) y mejora del
rendimiento de quinua”, Revista de Investigaciones Altoandinas, vol. 20, no 1, pp.19-30, 2018
https://dx.doi.org/10.18271/ria.2018.327
Camps, M. y Marcos, F. 2008. Los Biocombustible. 2° ed. Ediciones Mundi Prensa, Madrid, España. 384
p.
Cepero, M. C., Restrepo, S., & Franco, A. E. (2012). Biología de hongos.Colombia: Universidad de los
Andes. Retrieved from http://www.ebrary.com
Costa, M. (2009). Producción de enzima fitasa de con residuos agroindustriales en fermentación
sumergida y sobre sustrato sólido. Revista Colombiana de Biotecnología, 11 (1), 73-83. Bogot , D.C.
Colombia, Colombia:Universidad Nacional de Colombia.
Pelczar, M., Reid, R. 1996. Microbiología. Cuarta edición. Editorial McGraw Hill. México D.F. 458
Pire, R. y Pereira A. (2003). Propiedades físicas de componentes de sustratos de uso común en la
horticultura del estado Lara, Venezuela. Propuesta Metodológica. Bioagro.
Rosas D, Ortiz H, Herrera J y Leyva O. 2016. Revalorización de algunos residuos agroindustriales y su
potencial de aplicación a suelos agrícolas. Agroproductividad, 9(8):18-23.
Sadzawka R., A. 1990. Métodos de análisis de suelos. Serie La Platina N°16, Instituto de Investigaciones
Agropecuarias, Santiago, Chile, 130 p.
Y. Reyes Duque, “Aislamientos de Trichoderma spp. promisorios para el control biológico del tizón de
la vaina (Rhizoctonia solani Kühn) en arroz”, Revista de protección vegetal, vol. 27, no 1, pp. 68–68,
2012.
Todo el contenido de LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, publicados en
este sitio está disponibles bajo Licencia Creative Commons .