Repositorio
Institucional

Pinto-Ibieta, Fernanda

Fungal Pretreatment of Alperujo for Bioproduct Recovery and Detoxification: Comparison of Two White Rot Fungi

MDPI

AGRONOMY-BASEL

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Alperujo, a solid by-product from the two-phase olive oil extraction process, poses significant environmental challenges due to its high organic load, phytotoxicity, and phenolic content. At the same time, it represents a promising feedstock for recovering value-added compounds such as phenols and volatile fatty acids (VFAs). When used as a substrate for white rot fungi (WRF), it also produces ligninolytic enzymes. This study explores the use of two native WRF, Anthracophyllum discolor and Stereum hirsutum, for the biotransformation of alperujo under solid-state fermentation conditions, with and without supplementation of copper and manganese, two cofactors known to enhance fungal enzymatic activity. S. hirsutum stood out for its ability to release high concentrations of phenolic compounds (up to 6001 +/- 236 mg gallic acid eq L-1) and VFAs (up to 1627 +/- 325 mg L-1) into the aqueous extract, particularly with metal supplementation. In contrast, A. discolor was more effective in degrading phenolic compounds within the solid matrix, achieving a 41% reduction over a 30-day period. However, its ability to accumulate phenolics and VFAs in the extract was limited. Both WRF exhibited increased enzymatic activities (particularly Laccase and Manganese Peroxidase) with the addition of Cu-Mn, highlighting the potential of the aqueous extract as a natural source of biocatalysts. Phytotoxicity assays using Solanum lycopersicum seeds confirmed a partial detoxification of the treated alperujo. However, none of the fungi could entirely eliminate inhibitory effects on their own, suggesting the need for complementary stabilization steps before agricultural reuse. Overall, the results indicate that S. hirsutum, especially when combined with metal supplementation, is better suited for valorizing alperujo through the recovery of bioactive compounds. Meanwhile, A. discolor may be more suitable for detoxifying the solid phase strategies. These findings support the integration of fungal pretreatment into biorefinery schemes that valorize agroindustrial residues while mitigating environmental issues.El alperujo, un subproducto sólido del proceso de extracción de aceite de oliva en dos fases, plantea importantes desafíos ambientales debido a su alta carga orgánica, fitotoxicidad y contenido fenólico. Al mismo tiempo, representa una materia prima prometedora para la recuperación de compuestos de valor añadido como fenoles y ácidos grasos volátiles (AGV). Cuando se utiliza como sustrato para hongos de podredumbre blanca (HPB), también produce enzimas ligninolíticas. Este estudio explora el uso de dos HPB autóctonos, Anthracophyllum discolor y Stereum hirsutum, para la biotransformación del alperujo en condiciones de fermentación en estado sólido, con y sin suplementación de cobre y manganeso, dos cofactores conocidos por potenciar la actividad enzimática fúngica. S. hirsutum destacó por su capacidad de liberar altas concentraciones de compuestos fenólicos (hasta 6001 +/- 236 mg de ácido gálico eq L-1) y AGV (hasta 1627 +/- 325 mg L-1) en el extracto acuoso, particularmente con suplementación de metales. En contraste, A. discolor fue más eficaz en la degradación de compuestos fenólicos dentro de la matriz sólida, logrando una reducción del 41% durante un período de 30 días. Sin embargo, su capacidad para acumular fenoles y AGV en el extracto fue limitada. Ambos WRF exhibieron actividades enzimáticas aumentadas (particularmente lacasa y manganeso peroxidasa) con la adición de Cu-Mn, lo que resalta el potencial del extracto acuoso como fuente natural de biocatalizadores. Los ensayos de fitotoxicidad utilizando semillas de Solanum lycopersicum confirmaron una desintoxicación parcial del alperujo tratado. Sin embargo, ninguno de los hongos pudo eliminar por completo los efectos inhibitorios por sí solo, lo que sugiere la necesidad de pasos de estabilización complementarios antes de su reutilización agrícola. En general, los resultados indican que S. hirsutum, especialmente cuando se combina con suplementación de metales, es más adecuado para valorizar el alperujo mediante la recuperación de compuestos bioactivos. Por otro lado, A. discolor podría ser más adecuado para desintoxicar las estrategias de fase sólida. Estos hallazgos respaldan la integración del pretratamiento fúngico en esquemas de biorrefinería que valorizan los residuos agroindustriales a la vez que mitigan los problemas ambientales.

artículo original

ligninolytic enzymes

alperujo

valorization

phenolic compound recovery

volatile fatty acids

10.3390/agronomy15081851

pdf

PLEUROTUS-OSTREATUS

PHENOLIC-COMPOUNDS

OLIVE OIL

WASTE

BIOREMEDIATION

ENHANCEMENT

PEROXIDASE

INDUCTION

OXIDATION

MANGANESE

PLEUROTUS-OSTREATUS

PHENOLIC-COMPOUNDS

OLIVE OIL

WASTE

BIOREMEDIATION

ENHANCEMENT

PEROXIDASE

INDUCTION

OXIDATION

MANGANESE

Biotecnología Industrial

Biorremediación

Micología

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WOS:001557247300001

Fungal Pretreatment of Alperujo for Bioproduct Recovery and Detoxification: Comparison of Two White Rot Fungi

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AGRONOMY-BASEL

Agronomy

Plant Sciences

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Fondecyt project(Comision Nacional de Investigacion Cientifica y Tecnologica (CONICYT)CONICYT FONDECYT)#Agencia Nacional de Investigacion y Desarrollo de Chile, ANID

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