RCGI V31 N63

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ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN BIOTECNOLOGÍA VEGETAL REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA. Vol. 31 NÚM. 63. PP. 42– 44 OCT. 2016 ISSN 0185-6294 TRATAMIENTO DEL TINTE ÍNDIGO CARMÍN CON BIOMASA DE Trametes hirsuta Bm-2 Ingrid Alvarez, Wendy Ancona, Gabriel Lizama, Jorge Tamayo, Sara Solís División de Estudios de Posgrado e Investigación. Instituto Tecnológico de Mérida. Km 5 carretera Mérida-progreso s/n. C.P. 97118. Tel (999)9645006. Autor de contacto: sara.elena.solis@gmail.com. Recibido: 30/agosto/2016 Aceptado: 29/septiembre/2016 Publicado: 19/octubre/2016 RESUMEN En los últimos años nuevas tecnologías se han venido desarrollando con la finalidad de dar un mejor tratamiento de efluentes, en este trabajo, se plantea una metodología que permite remover el tinte índigo carmín. La decoloración de este tinte se llevó a cabo utilizando biomasa de Trametes hirsuta Bm-2 en diferentes concentraciones (0.25-1,25mg/L). Durante el cultivo sumergido el hongo se desarrolló en forma de pellets y demostró ser capaz de remover el 55% del índigo carmín con 0.5g de inoculo en periodo de incubación de 10 horas y una concentración de tinte de 100mg /L. Las lacasas demostraron estár involucradas en el proceso de decoloración. Estos resultados sugieren que el uso de la cepa de T. hirsuta Bm-.2 es una alternativa prometedora en el tratamiento de efluentes textiles que contiene índigo carmín. Palabras clave: fenoles, remoción, Trametes hirsuta Bm2, lacasa, biomasa ABSTRACT In recent years new technologies have been developed in order to provide better effluent treatment, in this paper, a methodology to dye indigo carmine remove arises. This dye decolourization was carried out using Trametes hirsuta biomass Bm-2 in different concentrations (0.25-1,25mg /L). During the submerged culture the fungus developed in the form of pellets and proved capable of removing 55% of indigo carmine with 0.5g of inoculum incubation period of 10 hours, and a dye concentration of 100 mg /L. Laccases proved to be involved in the decolourization process. These results suggest that the use of the strain of T. hirsuta Bm-2 is a promising alternative for the treatment of textile effluents containing indigo carmine. Keywords: decolourization, lacasse, Trametes hirsuta Bm2, biomass, dyes INTRODUCCIÓN Los efluentes textiles contienen diversos tintes que se descargan en grandes cantidades en el mar, ríos y lagos. Estos efluentes representan un riesgo ambiental debido a que contienen altas concentraciones de tintes, especialmente el índigo carmín. Estos tintes han demostrado ser tóxicos, mutagénicos y cancerígenos (Weisburger, 2002). Además, reducen la penetración de luz solar en los cuerpos naturales de agua, lo que conduce a una disminución tanto de la actividad fotosintética como de la concentración de oxígeno disuelto. El tratamiento de efluentes resulta difícil debido al origen sintético y las complejas estructuras moleculares aromáticas de los colorantes, que son químicamente estables y por lo tanto no son fácilmente biodegradables. En la actualidad existen diferentes métodos físico-químicos como la adsorción, precipitación química, floculación, que han sido empleados para la eliminación de los colorantes en residuos textiles, aunque la naturaleza poco amigable de estos procesos con el medio ambiente representa una limitante para su uso (Sandoval, 2006). Por lo tanto, se requiere desarrollar procesos alternativos inocuos que a su vez sean más redituables para el tratamiento efectivo de los efluentes. Una alternativa es el uso de la biomasa de hongos ya que en el micelio fúngico están presentes glucanos y quitina que contienen grupos químicos que actúan como excelentes intercambiadores iónicos y que se caracterizan por poseer propiedades adsorbente para remover metales, tintes y otros contaminantes peligrosos (Khedry y col, 2013). Además los hongos ligninolíticos como los de la podredumbre blanca han demostrado una gran capacidad para remover un amplio rango de compuestos orgánicos recalcitrantes tales como hidrocarburos aromáticos , clorofenoles y varios tintes mediante un complejo enzimático donde la enzima lacasa ha mostrado un papel importante (Quintero, 2009). La enzima lacasa (bencenediol oxígeno oxidorreductasa (E.C.1.10.3.2) contiene varios átomos de cobre y cataliza la oxidación de compuestos fenólicos, no fenólicos, anilinas y algunos compuestos inorgánicos (Nyanhongo y col, 2002). En los últimos años un gran número de estudios han demostrado que los hongos como Phanerochaete chrysosporium, Bjerkandera adusta, Trametes versicolo, y Phlebia radiata entre otros, son capaces de degradar diversos tintes (Kaushik y Malik 2009). Mediante estos tratamientos se ha logrado la T E C N O L Ó G I C O N A C I O N A L D E M É X I C O . I. T. M É R I D A
TRATAMIENTO DEL TINTE ÍNDIGO CARMÍN CON BIOMASA DE TRAMETES HIRSUTA BM-2. decoloración de tintes azo, antraquinónicos, heterocíclicos, trifenilmetano y poliméricos, así como la mineralización parcial por parte de los sistemas enzimáticos de estos hongos. (Ferreira y col, 2000). mg/100ml para decolorar el tinte verde malaquita y logró una decoloración de 78.2% con 0.2 mg/mL de biomasa, lo que da soporte a los resultados observados. La figura 2 presenta la remoción del color al final del tratamiento. Actualmente se requiere el desarrollo de tecnologías eficientes para reducir y eliminar el impacto de estos contaminantes en el medio ambiente. Por lo tanto el presente estudio tuvo el propósito de evaluar el potencial del micelio vivo de Trametes hirsuta Bm-2 en la decoloración del tinte índigo carmín. MATERIAL Y MÉTODOS b ab ab a a Se usó el hongo nativo de Yucatán Trametes hirsuta Bm-2. La cepa se propagó en medio sólido con 2% de extracto de malta y se incubó 4 días a 35°C. El inóculo se obtuvo adicionando un cuadro de 1 cm a matraces con 50 ml medio YMPG y después de 4 días a 35°C y 150 rpm se homogenizó. Para la obtención de pellets, se inoculó 1 ml del homogenizado en matraces con 50ml del medio YMPG y se recolectaron pellets de 48h. La biomasa se adicionó en matraces con índigo carmín (0.01%) en medio YMPG en buffers de fosfatos 60 mM a pH6 y se evaluó a diferentes tiempos el efecto de la concentración del inóculo de 0.25- 1.25g en la decoloración del tinte. Se cuantificó la biomasa por peso seco y se determinó actividad de lacasa por espectrofotometría (Coll y col. 1993). Una unidad de actividad de lacasa es la cantidad de la enzima que oxida 1 µmol de ABTS/ml/min, bajo las condiciones de ensayo. Se usaron como controles soluciones de tinte que no contenían inóculo. La decoloración del tinte se midió por pérdida de absorbancia a 600nm y se restó la absorbancia del control. Figura. 1. Efecto de la concentración de inóculo en la decoloración del índigo carmín 0.01% por T. hirsuta a pH 3, 30 °C, 150 rpm y 10 h de incubación. a b c d e f RESULTADOS Y DISCUSIÓN El micelio de Trametes hirsuta se desarrolló en forma de pellets cuyo tamaño es de aproximadamente 2 mm después de 48h de cultivo. En estudios previos se determinó que el pH y la temperatura afectan la eficiencia del proceso y que las mejores condiciones para la decoloración eran pH 6 a 30°C, 150 rpm en 10h. El tamaño de inoculo es un factor que se ha visto tiene efecto en los procesos de decoloración de tintes, de tal manera que se realizó una cinética de decoloración para evaluar el efecto de las concentraciones de inóculo de 0.25 -1.25 g. en la decoloración del tinte, el crecimiento del hongo y la actividad lacasa.bajo las condiciones evaluadas el hongo fue capaz de remover el tinte. En la figura 1 se observa que el porcentaje de decoloración aumenta en función de la concentración de inóculo, sin embargo no existe una diferencia significativa a las diferentes concentraciones. El mayor porcentaje se detectó con 1.25 g siendo este del 64% pero se puede observar que a partir de 0.5 g de inoculo se alcanza una remoción del 55%. El reporte de Verma y Banik, en 2005, donde evaluaron el efecto de la concentración del inóculo de Phanerochaete chrysosporium en un rango de 0.05 a 1 Figura. 2 Tratamiento del índigo carmín con diferentes concentraciones de inóculo a) control, b) 0.25, c) 0.50, d) 0.75, e) 1.00 y f) 1.25g de inóculo Se determinó la biomasa y la actividad de lacasas cuyos resultados se muestran en la tabla 1. Se observó incremento gradual tanto en la cantidad de biomasa como en la actividad de las enzimas en función de la concentración de inóculo. La máxima producción se alcanzó con 1.25g de inóculo y fue de 173 U/ml. Lo que nos permite suponer que las lacasas están involucradas en la decoloración del tinte. Tabla 1. Actividad lacasa y biomasa en la decoloración del índigo carmín 0.01% por T. hirsuta a pH 3, 30 °C, 150 rpm y 10 h de incubación Inóculo Biomasa (mg/ml) Lacasa (U /ml) 0.25 0.7575 c 17 d 0.50 1.498 bc 48 cd 0.75 1.472 bc 76 bc 1.00 1.8915 ab 117 b 1.25 2.6365 a 173 a Las figura 3 muestra los pellets al inicio durante y al final del tratamiento es importante mencionar que el tinte se adsorbe REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN. INSTITUTO TECNOLÓGICO MÉRIDA Vol. 31 NÚM. 63 43
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