Identification of biosurfactant-producing fungi isolated from the Costa Rican mangrove

Abstract

In Costa Rica, mangrove potential has not been studied from a biotechnological perspective, despite reports from other latitudes of promising fungi associated with these ecosystems, including biosurfactant potential. These molecules are primarily used in industry as emulsifiers; however, studies indicate their potential in healthcare, pharmaceutical, and agricultural applications. [Objective] This study aimed to screen and preliminarily identify fungal strains capable of producing biosurfactants by implementing a set of effective, low-cost, straightforward assays for future exploitation. [Methodology] Five fungal strains from the Manuel Antonio mangrove in Puntarenas, Costa Rica, were isolated, molecularly identified, and assessed for biosurfactant production utilizing the crude biosurfactant broth. The drop collapse test, oil displacement test, emulsification index, and hemolysis tests were assessed. [Results] The use ofcrude biosurfactant broth minimized the cost and time required for purifications, which enabled the reduction of screening time for all fermentations. Isolate MP4 displayed, overall and consistently, better performance than the other strains evaluated for growth and biosurfactant production assays, especially for the emulsification index and blood hemolysis test. ITS and LSU molecular markers were analyzed, and MP4 was taxonomically assigned as Trichoderma sp.; however, it was shown to be closely related to T. melanomagnum. [Conclusions] Results emphasize the unexplored potential of mangrove resources in Costa Rica for biosurfactant production, and although preliminary, they demonstrate the value of conducting future comprehensive studies to evaluate this fungal potential.

En Costa Rica, el potencial de los manglares no ha sido estudiado desde una perspectiva biotecnológica, a pesar de múltiples reportes de hongos prometedores asociados a estos ecosistemas en otras latitudes, incluyendo potencial biosurfactante. Tales moléculas se utilizan principalmente en la industria como emulsificadores; sin embargo, también se reportan aplicaciones en áreas como la salud, la farmacia y la agricultura. [Objetivo]El objetivo de este estudio fue tamizar e identificar preliminarmente cepas fúngicas capaces de producir biosurfactantes, mediante la implementación de ensayos efectivos, de bajo costo y fáciles de efectuar, para su futura explotación. [Metodología] Cinco cepas fúngicas del manglar de Manuel Antonio en Puntarenas, Costa Rica, fueron aisladas, identificadas molecularmente y evaluadas para producción biosurfactante, utilizando el caldo crudo del biosurfactante. Se evaluaron la prueba de colapso de gota, el desplazamiento de aceite, el índice de emulsificación y las pruebas de hemólisis. [Resultados] El uso del caldo crudo de biosurfactante minimizó el costo y el tiempo requeridos para las purificaciones, lo que nos permitió reducir el periodo de evaluación en todas las fermentaciones. El aislamiento MP4 mostró, entre todas y de forma consistente, un mejor desempeño en el índice de emulsificación y en la prueba de hemólisis. Se analizaron los marcadores ITS y LSU; MP4 fue taxonómicamente asignado como Trichoderma sp. y mostró una cercana relación a T. melanomagnum.[Conclusiones] Nuestros resultados enfatizan el potencial no explorado de los recursos de manglar en Costa Rica para la producción de biosurfactante y, a pesar de ser preliminares, demuestran el valor de realizar futuros estudios exhaustivos que evalúen este potencial fúngico.

Na Costa Rica, o potencial dos manguezais não foi estudado do ponto de vista biotecnológico, apesar dos inúmeros relatos sobre fungos promissores associados a esses ecossistemas em outras latitudes, incluindo o potencial biossurfactante. Essas moléculas são utilizadas principalmente na indústria como emulsificantes; no entanto, também há relatos de aplicações em setores como saúde, farmácia e agricultura, entre outros. [Objetivo] O objetivo deste estudo foi selecionar e identificar preliminarmente cepas fúngicas capazes de produzir biossurfactantes, por meio da implementação de testes eficazes, de baixo custo e fáceis de implementar, para sua futura exploração. [Metodologia] Cinco cepas fúngicas do manguezal de Manuel Antonio em Puntarenas, Costa Rica, foram isoladas, identificadas molecularmente e avaliadas para a produção de biossurfactantes, utilizando o caldo bruto do biossurfactante. Foram avaliados o teste de colapso de gota, o deslocamento de óleo, o índice de emulsificação e os testes de hemólise. [Resultados] O uso do caldo bruto de biossurfactante minimizou o custo e o tempo necessários para as purificações, o que nos permitiu reduzir o tempo de avaliação em todas as fermentações. O isolamento MP4 apresentou, entre todos e de forma consistente, um melhor desempenho no índice de emulsificação e no teste de hemólise. Os marcadores ITS e LSU foram analisados; o MP4 foi taxonomicamente classificado como Trichoderma sp. e apresentou uma relação próxima com o T. melanomagnum. [Conclusões] Nossos resultados enfatizam o potencial inexplorado dos recursos de manguezais na Costa Rica para a produção de biossurfactantes e, apesar de serem preliminares, demonstram o valor de realizar estudos futuros exaustivos que avaliem esse potencial fúngico.