Optimization strategies for biopesticide production by fungal solid-state fermentation

Abstract

Aquesta tesi es centra en l’ús de la fermentació en estat sòlid (FES) com a mètode de producció de biopesticides fúngics a través de la valorització de residus sòlids (agroindustrials) com a substrats. Aquest estudi s’ha desenvolupat en el marc del procés “Estrategias de optimización de procesos de obtención de bioproductos a partir de residuos orgánicos mediante fermentación en estado sólido (BIOPRO, CTM2015-69513- R)” i correspon al primer treball orientat a la producció de biopesticides fúngics portat a terme en aquest grup de recerca. Concretament, en aquesta tesi s’han utilitzat dues soques fúngiques que presenten diferents aplicacions en el camp del control biològic, Beauveria bassiana (BB) i Trichoderma harzianum (TH). Diversos residus agro-industrials s’han analitzat com a substrat per a les dues soques, sent clofolla d’arròs i bagàs de cervesa els més estudiats en aquesta tesi. Gran part de la feina ha estat enfocada a la millora del reactor de llit empacat (RLE) com a forma d’operació, ja que és un dels reactors més prometedors però menys explotats en FES fora de l’escala de laboratori.

Esta tesis está centrada en el uso de la fermentación en estado sólido (FES) como método de producción de biopesticidas fúngicos mediante la valorización de residuos sólidos (agro-industriales) como sustratos. Este estudio se ha ejecutado en el marco del proceso “Estrategias de optimización de procesos de obtención de bioproductos a partir de residuos orgánicos mediante fermentación en estado sólido (BIOPRO, CTM2015- 69513-R)” y corresponde al primer trabajo orientado a la producción de biopesticidas fúngicos de este grupo de investigación. Concretamente, en esta tesis se han utilizado dos cepas fúngicas que presentan diferentes aplicaciones en el campo del control biológico, Beauveria bassiana (BB) y Trichoderma harzianum (TH). Varios residuos agroindustriales se han analizado como sustrato para las dos cepas, con la cáscara de arroz y el bagazo de cerveza como los dos mas estudiados en esta tesis. Gran parte del trabajo ha sido enfocado a la mejora del reactor de lecho empacado (RLE) como modo de operación, por ser uno de los reactores mas prometedores peró menos explotados en FES fuera de la escala de laboratorio.

This thesis focuses on the use of solid-state fermentation (SSF) as an approach to produce fungal biopesticides through the valorisation of solid wastes (agro-industrial wastes) as substrates. This study is developed in the framework of the project “Estrategias de optimización de procesos de obtención de bioproductos a partir de residuos orgánicos mediante fermentación en estado sólido (BIOPRO, CTM2015-69513-R)” and corresponds to the first work focused on fungal biopesticides performed in the research group. In particular, two different fungal strains presenting different biocontrol applications have been used in this thesis, Beauveria bassiana (BB) and Trichoderma harzianum (TH). Several agro-industrial residues have been tested as substrate for both fungal strains, with rice husk and beer draff as the most relevant. Much of the work has been focused on improving the packed bed bioreactor (PBB) configuration, one of the most promising yet least exploited SSF reactor outside of laboratory scale.