Análisis de la degradación de bisfenol-a por un consorcio fúngico de Aspergillus crecido en fermentación sumergida

Abstract

El bisfenol A (BFA) es un compuesto orgánico con dos grupos funcionales de fenol, su denominación química es 4,4'-isopropilidendifenol, este compuesto es utilizado como material de partida para la síntesis de polímeros de uso diario como policarbonatos, resinas epóxicas de envases de alimentos, dispositivos médicos, selladores dentales, poliésteres etc. El BFA, a pesar de tener una vida media de 2.5 a 10 días, es considerado un compuesto pseudo-persistente en el ambiente. Dada su capacidad de permanecer en el ambiente o ser ubicuo, presenta una liberación constante y migración, lo que hace que sea considerado un importante contaminante ambiental. De acuerdo a su proceso de producción y a través de la lixiviación de los productos finalizados, el BFA se libera al medio y, debido, a su amplio uso su nivel de exposición hacía los humanos se ve incrementado. Una estrategia para disminuir estos efectos es mediante la aplicación de técnicas de biorremediación. La biorremediación utiliza organismos altamente adaptables y con la capacidad de crecer en un ambiente contaminado con BFA, para después eliminarlo. Los organismos capaces de biorremediar son los hogos del género Aspegillus y otros. Dos o más especies de hongos pueden agruparse y generar de forma sinérgica relaciones fúngicas, denominadas consorcio fúngico. Estas características son de gran importancia para los procesos de biorremediación, debido a la resistencia ambiental y diversidad metabólica que producen los consorcios fúngicos. Por ello, en esta investigación se evaluaron parámetros de la formación y crecimiento del consorcio fúngico de Aspergillus con y sin BFA, como medio óptimo para el crecimiento. Asimismo, se realizaron las pruebas de tolerancia de BFA, la de antagonismo entre hongos, cinética de crecimiento en fermentación sólida con cuatro tratamientos diferentes (1. Medio de cultivo con el consorcio fúngico. 2. Medio de cultivo con BFA y el consorcio fúngico. 3. Medio de cultivo con BFA. 4. Medio de cultivo) y se analizaron las siguientes variables: tasa especifica de producción de CO2 (µm), producción máxima de CO2 (Xmáx), rendimiento de CO2 con respecto al sustrato (Y (X/S), pH, consumo de glucosa y actividad máxima (Emax) de lacasas y manganeso peroxidasas (Mn-P). Los resultados mostraron que para el crecimiento del consorcio fúngico el medio de cultivo más apto fue el segundo (medio Toyamas). La prueba de tolerancia de BFA mostró que el valor máximo tolerable para el crecimiento del consorcio fue de arrojo que 200 ppm. Por su parte, con la prueba de antagonismo se determinó que A. niger 321, A. niger SCB, A. niger Mn-P y A. flavus NRRL3357 son los mejores hongos para integrar parte del consorcio fúngico, debido a su capacidad de interacción entre ellos. Por otro lado, la mayor tasa específica de producción de CO2 se obtuvo en el tratamiento 2 con un valor de 0.5969 h-1. La producción máxima de CO2 se presentó en el tratamiento 1 con un valor de 79.359 g/L. El mayor rendimiento de CO2 con respecto al sustrato también se presentó en el tratamiento 1 con un valor de 8.3520 gX/gS. El pH que mostraron los tratamientos que contenían el consorcio fúngico (1 y 2) fueron de un pH inicial de 5 a un pH de 3, los 2 tratamientos restantes (3 y 4) fueron del pH inicial de 5 a un pH de 4.5. El mayor consumo de azúcares es con el tratamiento 1, en el día 8 con un valor de consumo de 6 U/L, aproximadamente. Con respecto, a la biomasa final se obtuvieron valores más reducidos en el tratamiento 1 que iban de 2.301 a 2.863 g/L versus el tratamiento 2 que obtuvo valores de 2.33 a 4.117g/L. Por último, la Emáx de la enzima lacasa presente en el tratamiento 1 fue la más alta con un valor de 168.11 U/L, así como en la actividad máxima de Mn-P que también se presentó en este tratamiento con un valor de 141.81 U/L. De acuerdo a nuestros resultados se concluye que los hongos del género Aspergillus son capaces de crecer de forma óptima en el medio Toyamas con una concentración máxima tolerable de 200mg/L de BFA, con base en la comparación de los tratamientos se sugiere que este género es capaz usar el BFA como fuente secundaria de carbono debido al posible co-metabolismo de la glucosa con el BFA, se puede sugerir una degradación con la presencia y el comportamiento de las enzimas presentes en la cinética de crecimiento