Aislamiento de una arquea metnogénica y evaluación de su potencial como inóculo microbiano en la producción de metano en biodigestores.

Abstract

Las arqueas metanógenas (AM) son esenciales en los sistemas biodigestores debido a que utilizan H2 y CO2 para la generación de energía metabólica y producen CH4. El aislamiento de AM es difícil, ya que requieren condiciones de anaerobiosis extremas. Se aislaron tres cepas de AM en un medio de cultivo selectivo anaerobio a base de fluido ruminal clarificado, formato de sodio, coenzima M, y minerales traza. El aislamiento de las AM fue confirmado con un equipo de infrarrojo cercano (LaserMethane mini2, Tokyo Gas Engineering, Japan) y microscopia de epifluorescencia. Se realizó la amplificación del ARNr 16S y se intentó la identificación genética molecular mediante el uso de cebadores universales para bacterias y algunas arqueas, pero no se tuvo éxito. Se produjo un inóculo experimental denominado consorcio de arqueas metanogénicas (CAM). Este inoculo se liofilizó y junto con otros dos inóculos de lodos de biodigestores (LB) y fluido ruminal (FR), se evaluó el potencial bioquímico de metano (PBM) de biorreactores alimentados con estiércol de vacas Holstein. Los tratamientos consistieron en agregar 1.5 mL de cada inóculo en la recarga de los biorreactores, T1=control (sin inóculo), T2= CAM, T3= LB y T4=FR. De acuerdo con el modelo de Gompertz modificado, el PBM fue similar (p ≥ 0.05) entre tratamientos. Aunque el tratamiento CAM tuvo la menor producción de biogás, también tuvo la mayor proporción de metano (59.83%) y un mejor potencial óxido-reducción (-311.73 mV) que el tratamiento control. _______________ ISOLATION OF A METANOGENIC ARCHAEA AND EVALUATION OF ITS POTENTIAL AS A MICROBIAL INOCULUM IN THE METHANE PRODUCTION OF BIODIGESTERS. ABSTRACT: Methanogenic archaea (MA) are essential in biodigester systems because they use H2 and CO2 for the generation of metabolic energy and produce CH4. The isolation of AM is difficult, since they require extreme anaerobic conditions. Three strains of MA were isolated in an anaerobic selective culture medium based on clarified ruminal fluid, sodium formate, coenzyme M, and trace minerals. The isolation of the MA was confirmed with a near-infrared equipment (LaserMethane mini2, Tokyo Gas Engineering, Japan) and epifluorescence microscopy. The amplification of the 16S rRNA was carried out and molecular genetic identification was attempted through the use of universal primers for bacteria and some archaea, but it was not successful. An experimental inoculum called methanogenic archaea consortium (MAC) was produced. This inoculum was lyophilized and together with two other inoculants of biodigester sludge (LB) and ruminal fluid (FR), the biochemical potential of methane (PBM) of bioreactors fed with manure from Holstein cows was evaluated. The treatments consisted of adding 1.5 mL of each inoculum in the recharge of the bioreactors, T1 = control (without inoculum), T2 = MAC, T3 = LB and T4 = FR. According to the modified Gompertz model, the PBM was similar (p ≥ 0.05) between treatments. Although the MAC treatment had the lowest biogas production, it also had the highest proportion of methane (59.83%) and a better oxide-reduction potential (-311.73 mV) than the control treatment.