Análisis metagenómico post estrés térmico en digestión anaeróbica de lodos de búfalo y orujo de tomate: un estudio de caso
Resumen
La industria procesadora de tomate es uno de los sectores más importantes de la industria agroalimentaria y anualmente se procesan más de 39,2 millones de toneladas de tomates en todo el mundo. Italia es el primer productor de tomates procesados de la zona del Mediterráneo y el tercer productor del mundo. La cría de búfalos representa un sector relevante dentro de la agricultura italiana y una de sus principales cuestiones es la gestión del estiércol. Ambas actividades económicas generan una cantidad sustancial de residuos (lodos de búfalo - BS y orujo de tomate - TP, cáscaras más semillas) que pueden impactar en gran medida los costos de eliminación y, por tanto, su sostenibilidad económica y ambiental. El estudio de caso siguió la evolución de la composición de la microflora durante la codigestión anaeróbica de BS y TP para la producción de biogás (relación inóculo/sustrato 0,5 según el contenido de sólidos volátiles) en condiciones mesófilas (39 °C) utilizando un Sistema Automático de Prueba de Potencial de Metano, antes y después de que se ocurrió un estrés térmico (período de tres días a 50 °C). Se utilizó BS como inóculo y control. Las comunidades bacterianas y arquéales se analizaron mediante secuenciación de próxima generación de amplicones del gen 16S rRNA. Después de 7 días de fermentación debido al alto contenido de sólidos volátiles en TP (77 g/L), el pH cayó a un valor de 5 y la producción de metano alcanzó una meseta (860 Nml de producción acumulada de CH4). Después del estrés térmico, hubo un cambio en las poblaciones microbianas, el pH volvió a ser neutral y el lote TP pudo reanudar la producción de biogás alcanzando 3048 Nml de producción acumulada de CH4 al final de la fermentación (45 días). Se registró un pico máximo de metano del 78,5% en el biogás BS/TP en comparación con el 63,5% en BS. La clasificación taxonómica mostró que los filos de bacterias pertenecientes a Firmicutes (51,7%), de los cuales el 47,4% eran Clostridia, Bacteroidetes (29,9%), principalmente Bacteroidia (29,0%), Tenericutes (4,1%) y Proteobacteria (3,2%), representaron el 88,9%. del total de los OTU. Entre las Clostridiaceae, Fonticella (4,3% en promedio) fue el género más representado. Este último estuvo ausente en la muestra de BS y aumentó hasta un 17,1% en la muestra de BS/TP cuando se restableció la producción de metano. En la comunidad de arqueas predominó el filo Euryarcheota, siendo Methanocorpusculum el más representado y Metanosarcina el más correlacionado con la producción de metano. Un breve estrés térmico produjo un cambio significativo en las poblaciones de bacterias y arqueas, crucial para aumentar la producción de metano en las condiciones probadas.
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