Solid state fermentation of olive mill residues by wood- and dung-dwelling Agaricomycetes: Effects on peroxidase production, biomass development and phenol phytotoxicity

Abstract

The in vivo conversion of dry olive mill residue (DOR) by wood- and dung-dwelling fungi − Auricularia auricula-judae, Bjerkandera adusta and Coprinellus radians − increases peroxidase secretion up to 3.2–3.5-fold (∼1.3, 3.5 and 7.0 U g−1 DOR for dye-decolorizing peroxidase, manganese peroxidase and aromatic peroxygenases, respectively). The incubation of DOR with these fungi produced a sharp decrease in total phenolic content (100% within 4 wk), a reduction in phytotoxicity as well as a certain degree of plant growth caused by the stimulating effect of fungal-treated DOR. These findings correlate with a characteristic shift in the fragmentation pattern of water-soluble aromatics (detected at 280 nm) from low (0.2, 1.5 and 2.2 kDa, respectively) to high molecular mass (35 to >200 kDa), which demonstrates the presence of a polymerization process. Phenol-rich agricultural residues are a useful tool for enzyme expression and production studies of peroxidase-producing Agaricomycetes which could make DOR a valuable organic fertilizer.

La conversión in vivo del residuo seco de almazara (DOR) por hongos que habitan en madera y estiércol —Auricularia auricula-judae, Bjerkandera adusta y Coprinellus radians— incrementa la secreción de peroxidasas hasta 3,2–3,5 veces (∼1,3, 3,5 y 7,0 U g⁻¹ DOR para peroxidasa decolorante de colorantes, peroxidasa de manganeso y peroxigenasas aromáticas, respectivamente). La incubación del DOR con estos hongos produjo una marcada disminución del contenido fenólico total (100 % en 4 semanas), una reducción de la fitotoxicidad, así como cierto grado de crecimiento vegetal debido al efecto estimulante del DOR tratado con hongos. Estos hallazgos se correlacionan con un cambio característico en el patrón de fragmentación de los compuestos aromáticos solubles en agua (detectados a 280 nm), desde baja (0,2, 1,5 y 2,2 kDa, respectivamente) hacia alta masa molecular (35 a >200 kDa), lo que demuestra la presencia de un proceso de polimerización. Los residuos agrícolas ricos en fenoles constituyen una herramienta útil para estudios de expresión y producción enzimática de Agaricomycetes productores de peroxidasas, lo que podría convertir al DOR en un valioso fertilizante orgánico.