BIODEGRADACIÓN DE RESIDUOS
AGROINDUSTRIALES: USO DE Pleurotus
ostreatus EN EL COMPOSTAJE DE CÁSCARAS
DE CACAO Y COCO
BIODEGRADATION OF AGRO-INDUSTRIAL WASTES: USE
OF Pleurotus ostreatus IN COCOA AND COCONUT HUSK
COMPOSTING
Karina Margoth De La Cruz Vichicela
Universidad Técnica Estatal de Quevedo, Ecuador
Jonathan Gabriel Castro Castro
Universidad Técnica Estatal de Quevedo, Ecuador
pág. 9713
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i1.16601
Biodegradación de Residuos Agroindustriales: Uso de Pleurotus ostreatus
en el Compostaje de Cáscaras de Cacao y Coco
Karina Margoth De La Cruz Vichicela1
karina.delacruz2015@uteq.edu.ec
https://orcid.org/0000-0001-6457-7069
Facultad de Posgrado, Estudiante de Maestría
en Biotecnología Agropecuaria
Universidad Técnica Estatal de Quevedo
Ecuador
Jonathan Gabriel Castro Castro
jonathan.castro2015@uteq.edu.ec
https://orcid.org/0009-0002-7706-7097
Facultad de Posgrado, Estudiante de Maestría
en Biotecnología Agropecuaria
Universidad Técnica Estatal de Quevedo
Ecuador
RESUMEN
El estudio sobre la biodegradación de residuos agroindustriales mediante el hongo Pleurotus ostreatus
se enfocó en abordar la problemática ambiental que generó la acumulación de subproductos de la
producción de cacao y coco en Ecuador. La investigación propuso el uso de P. ostreatus como una
solución viable para transformar estos desechos en abonos orgánicos de alta calidad, alineándose con
los principios de sostenibilidad y economía circular. En la metodología, se utilizaron dos cepas de P.
ostreatus (Gris y Blanca) y se prepararon sustratos a partir de cáscaras de cacao y coco, que fueron
triturados y esterilizados. Se realizaron mezclas en diferentes proporciones para evaluar su efectividad
en la biodegradación, y el inóculo se cultivó en medio PDA antes de aplicarse a los sustratos preparados.
Los resultados mostraron que la cáscara de coco al 100% presentó la mayor eficiencia biológica y la
tasa de biodegradación más alta, superando a la cáscara de cacao. La combinación de ambos sustratos
optimizó la biodegradación y la producción de compost. Estos hallazgos confirmaron que P. ostreatus
fue efectivo en la biodegradación de residuos agroindustriales, contribuyendo a la producción de
compost de calidad y promoviendo prácticas agrícolas sostenibles. La investigación resaltó la
importancia de implementar estrategias que redujeran la dependencia de fertilizantes químicos y
mejoraran la gestión de residuos en el sector agroindustrial, beneficiando así al medio ambiente y a la
agricultura local.
Palabras claves: agroindustriales, biodegradación, compostaje, pleurotus ostreatus, residuos
1
Autor principal
Correspondencia: jonathan.castro2015@uteq.edu.ec
pág. 9714
Biodegradation of Agro-industrial Wastes: Use of Pleurotus ostreatus in
Cocoa and Coconut Husk Composting
ABSTRACT
The study on the biodegradation of agro-industrial waste using the fungus Pleurotus ostreatus focused
on addressing the environmental problems generated by the accumulation of by-products from cocoa
and coconut production in Ecuador. The research proposed the use of P. ostreatus as a viable solution
to transform these wastes into high quality organic fertilisers, in line with the principles of sustainability
and circular economy. In the methodology, two strains of P. ostreatus (Grey and White) were used and
substrates were prepared from cocoa and coconut shells, which were crushed and sterilised. Mixtures
were made in different proportions to evaluate their effectiveness in biodegradation, and the inoculum
was grown on PDA medium before being applied to the prepared substrates. The results showed that
100% coconut husk had the highest biological efficiency and the highest biodegradation rate,
outperforming cocoa husk. The combination of both substrates optimised biodegradation and compost
production. These findings confirmed that P. ostreatus was effective in biodegrading agro-industrial
waste, contributing to the production of quality compost and promoting sustainable agricultural
practices. The research highlighted the importance of implementing strategies that reduce dependence
on chemical fertilisers and improve waste management in the agro-industrial sector, thus benefiting the
environment and local agriculture.
Keywords: agro-industrial, biodegradation, composting, pleurotus ostreatus, waste
Artículo recibido 16 diciembre 2024
Aceptado para publicación: 18 enero 2025
pág. 9715
INTRODUCCIÓN
La generación de residuos Agroindustriales representa un desafío ambiental significativo a nivel
mundial. En países como Ecuador, actividades como la producción de cacao y coco generan grandes
cantidades de subproductos, principalmente cáscaras, que a menudo carecen de una gestión adecuada.
Este manejo deficiente contribuye a problemas ambientales como la contaminación de suelos y cuerpos
de agua, así como a la emisión de gases de efecto invernadero (Corredor et al., 2018; Ortiz et al., 2020).
Entre las alternativas sostenibles para abordar esta problemática, destaca la biodegradación mediante
hongos del género Pleurotus. En particular, Pleurotus ostreatus es conocido por su capacidad para
descomponer materia lignocelulósica, transformando residuos agrícolas en abonos orgánicos de alta
calidad (Ramos et al., 2014; Garzón y Cuervo, 2008). Este enfoque no solo reduce el impacto ambiental
de los desechos, sino que también genera productos útiles para la agricultura, alineándose con los
principios de sostenibilidad y economía circular.
Los residuos agrícolas y agroindustriales están compuestos principalmente por celulosa y lignina. La
celulosa, un polímero de glucosa, constituye el componente principal de la pared celular de las plantas,
mientras que la lignina, un compuesto fenólico, aporta rigidez estructural, pero dificulta la degradación
de la celulosa (López et al., 2006; García, 2007; Sánchez y Royse, 2001). Los hongos de la pudrición
blanca, como Pleurotus spp., destacan por su capacidad para secretar enzimas que degradan tanto la
celulosa como la lignina, obteniendo nutrientes del sustrato (Garzón y Cuervo, 2008; Albertó, 2008).
El cultivo de P. ostreatus ofrece una solución eficiente para la reutilización de residuos lignocelulósicos.
Este hongo, conocido también como “hongo ostra”, utiliza como sustratos materiales ricos en celulosa
y lignina, como las cáscaras de cacao y coco, y crece bajo condiciones controladas (García et al., 2011;
Gaitán-Hernández et al., 2006). Las condiciones óptimas para su desarrollo incluyen temperaturas entre
23 y 32 °C (siendo 28 °C ideal para el crecimiento micelial y 18-20 °C para la formación de primordios),
un pH de 4.5-7, y una humedad relativa del 80-90 % (Sánchez y Royse, 2001).
Investigaciones han demostrado que la combinación de diferentes sustratos puede mejorar
significativamente la eficiencia del proceso y la calidad del compost producido (Mendoza et al., 2019).
Esto subraya la importancia de explorar mezclas como las de cáscaras de cacao y coco para optimizar
los beneficios del compostaje.
pág. 9716
El éxito en la producción de P. ostreatus depende en gran medida del inoculante, conocido también
como "spawn", que se elabora sembrando micelio en granos de cereal estériles. Las tasas de inoculación
suelen variar entre el 2 % y el 5 %, aunque algunos estudios han explorado porcentajes superiores para
aumentar la productividad (Zhang et al., 2002; Royse et al., 2004).
El uso de inoculantes líquidos, aunque menos frecuente debido a dificultades de almacenamiento y altas
tasas de contaminación, ha mostrado resultados prometedores en la producción de basidiomas (Smita,
2011; Abdullah et al., 2013). Además, innovaciones recientes como el encapsulamiento de micelio en
esferas de alginato han mejorado la calidad microbiológica del inoculante (Ortiz et al., 2017).
El compost producido mediante este proceso puede enriquecer los suelos agrícolas, mejorar su fertilidad
y reducir la dependencia de fertilizantes químicos, promoviendo un enfoque integral para la
sostenibilidad ambiental. Este estudio se enmarca en la búsqueda de soluciones viables frente a los
desafíos actuales y futuros de la agricultura y la gestión de residuos agroindustriales.
La presente investigación busca optimizar el proceso de biodegradación de residuos agroindustriales
mediante el uso de P. ostreatus, evaluando tanto las combinaciones de sustratos como las tasas de
inoculación. Este trabajo no solo contribuye al manejo sostenible de desechos, sino que también
fomenta prácticas agrícolas más respetuosas con el medio ambiente, fortaleciendo al mismo tiempo la
economía circular en el sector agroindustrial (Colavolpe et al., 2014; Sánchez y Royse, 2017).
METODOLOGÍA
Lugar de Estudio
La investigación se llevó a cabo en el laboratorio de Bromatología de la Universidad Técnica Estatal de
Quevedo, ubicado en el campus "La María", en el km 7 ½ de la vía Quevedo – El Empalme, recinto
San Felipe, Cantón Mocache, Provincia de Los Ríos. Durante el periodo de estudio, que abarcó
aproximadamente ocho meses, se registró una temperatura media de 25.82 °C y una humedad relativa
del 86 %.
Cepas del Hongo
Se utilizaron dos cepas de P. ostreatus, Gris y Blanca. Estas cepas fueron seleccionadas por su capacidad
conocida para degradar residuos lignocelulósicos y su potencial para la producción de biomasa.
pág. 9717
Preparación del Sustrato
Los sustratos utilizados en el estudio fueron cáscaras de cacao y cáscaras de coco, recolectados de
instalaciones agroindustriales locales.
Los residuos fueron triturados y esterilizados en autoclave a 121 °C durante 15 minutos para eliminar
contaminantes. Posteriormente, se prepararon mezclas de sustrato en diferentes proporciones: 100 %
cáscara de cacao, 100 % cáscara de coco y combinaciones de ambos.
Preparación del Inóculo
El inóculo se preparó a partir de cultivos de las cepas seleccionadas, mantenidas en medio PDA (Potato
Dextrose Agar). Se inocularon placas de Petri con las cepas y se incubaron a 25 °C durante 7 días. Una
vez que el micelio cubrió la superficie del medio, se recolectó y se mezcló con el sustrato preparado en
una proporción del 10 % (v/v).
Siembra e Incubación
El sustrato inoculado se colocó en bandejas de aluminio y se incubó en condiciones controladas de
temperatura y humedad. Se mantuvo una temperatura de 25-30 °C y una humedad relativa del 60-70 %
durante un periodo de 30 días. Se monitoreó el crecimiento del micelio y se registraron las condiciones
ambientales.
Inducción y Cosecha
La inducción de la fructificación se realizó mediante la reducción de la temperatura a 20 °C y el aumento
de la ventilación. Estas condiciones se mantuvieron durante 10 días, tras los cuales se observaron los
cuerpos fructíferos.
La cosecha se llevó a cabo cuando los hongos alcanzaron un tamaño óptimo, y se registró el peso total
de la biomasa producida.
Evaluación de los Rendimientos
Se evaluaron los rendimientos mediante la medición de la tasa de producción de biomasa y la eficiencia
biológica de las cepas en los diferentes sustratos.
La eficiencia biológica (EB)
Se calculó mediante la fórmula utilizada fue la siguiente (Mendoza et al. 2019)
pág. 9718
𝐸𝐵 =PFto
𝑃𝑆𝑆 ∗100
Donde:
PFto: Peso fresco total, expresado en gramos (g).
PSS: Peso seco del sustrato, expresado en gramos (g).
Tasa de biodegradación
Se calculó midiendo la cantidad de sustrato restante en comparación con la cantidad inicial. Este proceso
se pesó el sustrato al inicio y a intervalos regulares durante el experimento. La fórmula utilizada para
el cálculo fue la siguiente:
Tasa de Biodegradación (%)=(Masa Inicial − Masa Restante)
Masa Inicial x 100
Donde:
Masa Inicial es la cantidad de sustrato al inicio del experimento.
Masa Restante es la cantidad de sustrato en cada punto de muestreo.
Se calcularon parámetros como la tasa de degradación de los residuos y el contenido de nutrientes (N,
P, K) en el compost resultante.
Caracterización Molecular
Las muestras fúngicas fueron enviadas al laboratorio ID Gen, ubicado en Quito, donde se realizó la
extracción de ADN mediante el método de fenol-cloroformo, utilizando aproximadamente 100 mg de
muestra. La integridad y calidad del ADN se evaluaron mediante espectrofotometría de
microvolúmenes y visualización en gel de agarosa. El ADN se diluyó hasta una concentración
aproximada de 20 ng/µL para su amplificación mediante PCR, utilizando los primers EF1-alfa: EF1-
983F/EF1-2218R.
Los productos de PCR se purificaron antes de la secuenciación por el método Sanger. Posteriormente,
las secuencias obtenidas se limpiaron y ensamblaron utilizando programas bioinformáticos. Finalmente,
se compararon las secuencias ensambladas con la base de datos de nucleótidos de GenBank del NCBI
para su identificación taxonómica. El árbol filogenético se construyó usando el programa MEGA 11
mediante el método Neighbor-Joining Tree, evaluando la confiabilidad con un bootstrapping de 1000
repeticiones (Sánchez et al., 2021).
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Análisis Estadístico
Los datos obtenidos se analizaron mediante un análisis de varianza (ANOVA) para determinar las
diferencias significativas entre los tratamientos. Se utilizó un nivel de significancia de p < 0.05. Los
análisis se realizaron con software estadístico Infostat libre de acceso y se presentaron como media ±
desviación estándar.
RESULTADOS
Eficiencia Biologica
En la Figura 1, se observó que la eficiencia biológica varía según el tipo de residuo utilizado. La cáscara
de coco al 100% muestra la mayor eficiencia biológica con un 55.06%, lo que indica que este residuo
es más adecuado para el crecimiento del hongo. La combinación de cáscara de cacao y cáscara de coco
(50%) tiene una eficiencia del 50.54%, mientras que la cáscara de cacao al 100% presenta la menor
eficiencia con un 44.14%. Esto sugiere que la cáscara de coco es más favorable para el desarrollo del
hongo en comparación con la cáscara de cacao.
Figura 1. Porcentaje de Eficiencia Biológica del hongo P. ostreatus en los residuos agroindustriales.
Tasa de biodegradación
La Figura 2 muestra la tasa de biodegradación del hongo en los mismos tratamientos. Los resultados
indican que la tasa de biodegradación también es más alta en la cáscara de coco al 100% (62.43%),
seguida por la combinación de residuos (49.5%) y la cáscara de cacao al 100% (41.37%). Esto refuerza
la idea de que la cáscara de coco es más efectiva para la biodegradación de residuos.
44,14
55,06 50,54 47,49 51,72 51,92
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Cáscara de Mazorca
de cacoa 100% Cáscara de coco
100% Cáscara de Mazorca
de cacoa 50 % y
Cáscara de coco 50%
Cáscara de Mazorca
de cacoa 100% Cáscara de coco
100% Cáscara de Mazorca
de cacoa 50 % y
Cáscara de coco 50%
P. ostreatus Gris P. ostreatus Gris P. ostreatus Gris P. ostreatus Blanco P. ostreatus Blanco P. ostreatus Blanco
Eficiencia Biologíca ( %)
Tratamientos (Hongos inoculados en residuos agroindustriales)
pág. 9720
Figura 2. Porcentaje de tasa de Biodegradación del hongo P. ostreatus en los residuos agroindustriales
Identificación molecular de cepas Pleurotus
En la Tabla 1, se logró la identificación molecular de las cepas de Pleurotus spp. inoculadas en los
residuos agroindustriales de la cáscara de cacao y cascará de coco. Los resultados revelaron que ambos
aislados fueron identificados como P. ostreatus, mostrando un alto grado de similitud genética, con un
100 % de identidad.
El árbol filogenético muestra las relaciones entre diferentes especies de Pleurotus identificadas
mediante análisis molecular. En este tipo de representación, como se observa en la figura 3, las cepas
de Pleurotus ostreatus (tanto el hongo gris como el blanco) se agrupan y se relacionan genéticamente
con otras especies dentro del mismo género. En un árbol filogenético, las ramas reflejan las relaciones
evolutivas, donde las especies más cercanas entre sí están representadas por ramas más próximas.
Tabla 1. Identificación molecular de los aislados de Pleurotus spp inoculadas en distintos residuos
agroindustriales en la caracterización genética de P. ostreatus mediante análisis filogenético.
Muestra
Organismo
Fragmento
% de identidad
N.º Accesión
Hongo Gris
Pleurotus ostreatus
ITS
100
PP594197.1
Hongo Blanco
Pleurotus ostreatus
ITS
98.96
OL308083.1
55,97 57,2
41,37
51,93 49,5
62,43
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Cáscara de Mazorca
de cacoa 100% Cáscara de coco
100% Cáscara de Mazorca
de cacoa 50 % y
Cáscara de coco 50%
Cáscara de Mazorca
de cacoa 100% Cáscara de coco
100% Cáscara de Mazorca
de cacoa 50 % y
Cáscara de coco 50%
P. ostreatus Gris P. ostreatus Gris P. ostreatus Gris P. ostreatus Blanco P. ostreatus Blanco P. ostreatus Blanco
Tasa de biodegradación (%)
Tratamientos (Hongos inoculados en residuos agroindustriales)
pág. 9721
Figura 3. Presenta el árbol filogenético que muestra las relaciones entre las diferentes especies de
Pleurotus identificadas en el análisis molecular, preservando la clasificación genética de los aislados
dentro de este género.
Análisis Fisicoquímico del Compost:
La Tabla 2 muestra que los tratamientos con Pleurotus ostreatus en cáscara de cacao y cáscara de coco
presentan variaciones significativas en los niveles de nitrógeno, fósforo y potasio. El tratamiento T4 (P.
ostreatus blanco en cáscara de cacao) tiene el mayor contenido de nitrógeno (2.8), mientras que el T3
(mezcla de cáscara de cacao y coco) destaca por su alto nivel de potasio (5.06). Esto indica que la
elección del sustrato y la variedad de hongo son cruciales para maximizar el contenido nutricional del
compost orgánico producido.
pág. 9722
Tabla 2. Prueba de significación de Tukey para análisis de: nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K)
Tratamientos
Detalle
N
P
K
T1
P. ostreatus Gris; cáscara de cacao (100%)
2.2 b
0.58 a
3.87 d
T2
P. ostreatus Gris; cáscara de coco (100%)
2.2 b
0.4 c
2.48 e
T3
P. ostreatus Gris; cáscara de cacao (50%)
cáscara de coco (50%)
2.1 c
0.4 c
5.06 a
T4
P. ostreatus Blanco; cáscara de cacao (100%)
2.8 a
0.41 c
4.27 b
T5
P. ostreatus Blanco; cáscara de coco (100%)
1.9 d
0.42 c
2.44 f
T6
P. ostreatus Blanco; cáscara de cacao (50%)
cáscara de coco (50%)
1.6 e
0.46 b
4.00 c
Promedio
2.13
0.45
3.69
CV%
0.47
2.25
0.27
DS
0.37
0.07
0.97
CV= Coeficiente de variación; DS= Desviación Estándar
DISCUSIÓN
En este estudio destacan la capacidad de Pleurotus ostreatus para biodegradar residuos agroindustriales,
maximizando su eficiencia biológica y contribuyendo a la generación de compost con alto contenido
nutricional. La cáscara de coco al 100% presentó la mayor eficiencia biológica (55.06%), mientras que
la combinación de cáscara de cacao y coco (50%) y la cáscara de cacao al 100% mostraron valores de
50.54% y 44.14%, respectivamente. Estos resultados son consistentes con investigaciones previas,
como las de Bermúdez-Savón et al. (2022), quienes reportaron una eficiencia biológica del 84.25%
utilizando cáscara de cacao como sustrato. La diferencia podría atribuirse a las condiciones específicas
del estudio y a las propiedades químicas de los residuos utilizados.
En cuanto a la tasa de biodegradación, la cáscara de coco al 100% también presentó el mayor valor
(62.43%), seguida por la combinación de residuos (49.5%) y la cáscara de cacao al 100% (41.37%).
Esto refuerza el potencial de la cáscara de coco como un sustrato más eficiente para el desarrollo de P.
ostreatus. Estudios previos, como los de Díaz et al. (2019), también resaltan la capacidad del hongo
para biodegradar eficientemente residuos lignocelulósicos, lo que apoya nuestros hallazgos.
pág. 9723
El análisis molecular confirmó que los aislados utilizados corresponden a Pleurotus ostreatus, con un
100% y 98.96% de identidad genética para el hongo gris y blanco, respectivamente. Esto garantiza la
precisión en la identificación de las cepas y su relación con la eficiencia en la biodegradación de los
sustratos. Investigaciones como las de Guoqing et al. (2022) destacan la importancia de identificar
genéticamente las cepas para optimizar su uso en procesos de biodegradación.
Por otro lado, los tratamientos con P. ostreatus mostraron diferencias significativas en los niveles de
nitrógeno, fósforo y potasio en el compost producido. El tratamiento T4 (hongo blanco en cáscara de
cacao) presentó el mayor contenido de nitrógeno (2.8%), mientras que T3 (mezcla de cáscara de cacao
y coco) destacó en potasio (5.06%). Estos resultados coinciden con estudios como los de Mendoza et
al. (2019) y Ruilova et al. (2020), que subrayan la influencia del sustrato en la composición nutricional
del compost producido.
La eficiencia biológica observada en este estudio es ligeramente inferior a la reportada por Romero-
Arenas et al. (2018) y Bermúdez-Savón et al. (2022), quienes lograron valores superiores al 70%. Sin
embargo, la tasa de biodegradación y los niveles nutricionales del compost producido destacan el
potencial de los residuos estudiados como sustratos viables para el cultivo de P. ostreatus.
Los resultados de esta investigación confirman que la cáscara de coco es un sustrato más favorable que
la cáscara de cacao para el cultivo de P. ostreatus, tanto en términos de eficiencia biológica como de
tasa de biodegradación. Además, la identificación molecular valida la calidad de las cepas utilizadas, y
el análisis fisicoquímico del compost resalta su potencial como enmienda orgánica. Estos hallazgos
contribuyen al desarrollo de estrategias sostenibles para la gestión de residuos agroindustriales y la
producción de abonos orgánicos de calidad.
CONCLUSION
La combinación de cáscaras de cacao y coco optimiza la tasa de biodegradación y la eficiencia biológica
del hongo. El compost producido posee propiedades fisicoquímicas adecuadas para su aplicación como
abono orgánico. Este enfoque contribuye a la gestión sostenible de residuos, promoviendo la agricultura
sostenible y reduciendo la dependencia de fertilizantes químicos.
La inclusión de la identificación molecular en la metodología garantiza la autenticidad de las cepas de
Pleurotus ostreatus utilizadas en el estudio. Los resultados respaldan la eficacia de este hongo en la
pág. 9724
biodegradación de residuos agroindustriales y la producción de compost de alta calidad, contribuyendo
a la gestión sostenible de residuos y mejorando las prácticas agrícolas.
Agradecimientos
Quiero expresar mi más sincero y profundo agradecimiento a la SENESCYT por haberme otorgado la
Beca Fortalécete. Esta valiosa oportunidad no solo ha sido un impulso significativo para mi desarrollo
académico y profesional, sino que también me ha permitido avanzar con determinación hacia la
consolidación de mis metas. Su apoyo ha sido esencial para transformar mis aspiraciones en logros
concretos, y por ello, estaré eternamente agradecido.
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