DEGRADACIÓN DE COLORANTES CON HONGOS LIGNINOLÍTICOS DIAPOSITIVA 2. OBJETIVO GENERAL.
Evaluar la actividad ligninolitica de las enzimas producidas por hongos ligninoliticos crecidos en condiciones de cultivo. OBJETIVOS ESPECIFICOS:
- Determinar la capacidad ligninolitica de los hongos utilizando el colorante azul de coomassie como sustrato, y modificando variables como el pH y la adición de manganeso. -Realizar un gráfico ue permita visualizar la degradación en el tiempo del colorante azul de coomassie H!"#$R!% La lignina es un polímero de naturaleza aromática con alto peso molecular que tiene como base estructural unidades de fenil-propano. La lignina está presente en todas las plantas vasculares, es uno de los biopolímeros más abundantes en las plantas, conforman la pared de las plantas con la celulosa y la hemicelulosa. La madera y otros tejidos contienen alrededor del 2-!" de lignina.
&icroorganismos ligninoliticos 'a capacidad para catabolizar la celulosa y la hemicelulosa es una caracter(stica com)n para diversos hongos y otros microorganismos. *or el contrario, al ser la lignina un heteropol(mero muy fuerte, solamente es mineralizado en forma limitada por algunas bacterias y e+tensivamente por un grupo de hongos. Estos hogos lign lignin inol ol(t (tic icos os,, deno denomi mina nado dos s hong hongos os de la pudr pudric ició ión n blan blanca ca de la made madera ra,, comprenden un grupo de organismos cuya caracter(stica es su capacidad para mineralizar eficientemente la lignina. Estos organismos secretan varias enzimas e+tracelulares e+tracelulares ue son esenciales para la transformación inicial de la lignina y ue en conunto logran su mineralización. 'os 'os hongo hongos s ligni lignino nol(t l(tic icos os han desarr desarroll ollad ado o un siste sistema ma enzi enzimát mátic ico o )nico )nico ue ue funciona en el ambiente e+tracelular. El mecanismo del sistema degradador de lignina está basado basado en la producción producción de radicales libres. Este Este mecanismo permite ue estas enzimas sean catal(ticamente activas sobre una gran diversidad de sustratos orgánicos. Hongos de la podredumbre blanca *hanerochaete chrysosporium su nombre se debe a la capacidad ue presentan de crecer sobre sobre material con con alto contenido contenido de celulosa celulosa como los troncos troncos de los arboles su pared celular posee una mezcla de compuestos fibrilares y amorfos.
Degradación ligninol(tica 'os hongos de la pudrición blanca de la madera han mostrado un gran potencial para degradar compuestos u(micos recalcitrantes y generalmente tó+icos como hidrocarburos poli-aromáticos, e+plosivos, plaguicidas, tintes, etc. &ecanismos biológicos para la remoción y degradación de colorantes.
Cerca del 15% de los colorantes empleados en la industria se pierden, los cuales en la mayoría de los casos son vertidos en cuerpos de agua generando contaminación. Estas aguas residuales son difíciles de tratar debido a que los tintes contienen estructuras moleculares aromáticas compleas, que los !acen estables en el ambiente y difíciles de degradar. "e !an empleado diferentes procesos físicos y químicos para eliminar o remover la carga colorante en los efluentes industriales, sin embargo se presentan inconvenientes entre ellos# i)
ii) iii) iv)
altos costos de tratamiento los contaminantes químicos no son destruidos sino simplemente removidos de los efluentes y relocali$ados en otro sitio donde el problema persiste en procesos donde se utili$a el cloro para la decoloración, se puede producir compuestos organoclorados que son altamente tóicos y recalcitrantes en ciertos tratamientos químicos se produce ruptura del anillo aromático del colorante generando sustancias aun más tóicas.
&ctualmente los procesos biotecnológicos para la eliminación de contaminantes ambientales están en pleno proceso de investigación y son muy promisorios gracias a que se pueden alcan$ar altas eficiencias de remoción de contaminantes, además poseen un costo competitivo respecto a tratamientos físico'químicos equivalentes y son amigables con el medio ambiente. Estos procesos emplean !ongos o bacterias en tecnologías aerobias y anaerobias y son conocidos como procesos de (iorremediación. )os !ongos de la podredumbre blanca de la madera !an mostrado ser potencialmente *tiles en (iorremediación, debido a que su crecimiento filamentoso permite una coloni$ación y una eploración más eficiente en suelos contaminados, además estos microorganismos poseen un importante grupo de en$imas con capacidad para oidar diversos sustratos entre ellos una amplia variedad de contaminantes ambientales. El mecanismo principal de biodegradación empleado por este grupo de !ongos, es el sistema en$imático de degradación de la lignina, compuesto por las en$imas +anganeso eroidasa dependientes de +n - /+n0, )igninoperoidasas / LiP 0 y lacasas / Lac 0 y la peroidasa versátil /0. Estas en$imas etracelulares poseen una baa especificidad y producen ataques oidativos a una amplia gama de contaminantes ambientales con potenciales de ioni$ación menores de 2,3 eV .
%cción enzimática de los hongos de podredumbre blanca 'as enzimas ligninol(ticas pueden actuar separadas o en conunto, dependiendo de la capacidad del hongo para producirlas.
'a enzima manganeso pero+idasa /&n*0, puede o+idar una amplia variedad de compuestos fenólicos, como los anillos aromáticos de los colorantes. 'a lignina pero+idasa /'i*0, puede o+idar compuestos aromaticos como el alcohol veratr(lico y meto+ibencenos. 'a pero+idasa versátil /pv0 puede o+idar hidrouinonas y fenoles los cuales no son o+idados eficientemente por 'i* y &n* 'as lacasas /'ac0, o+idan algunos compuestos fenólicos/considerados altamente cancer(genos0, provocando su precipitación eliminándolos de las aguas contaminadas por las industrias. *rocedimiento •
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!nicialmente y con ayuda de asa bacteriológica, se siembran algunas fragmentos de un hongo ligninol(tico, en un medio de cultivo /agar al 1.2 3 y e+tracto de malta al 4.530 previamente esterilizado con calor h)mero /12 psi6 171 896 75 minutos0. *aralelamente y esterilizado bao las mismas condiciones, se preparar un medio de cultivo l(uido ue por su composición permita la e+presión enzimática. *ara lograr esto se utiliza un erlenmeyer de 255 mililitros en el ue se prepara un volumen final de 155 mililitros ue incluye glucosa 1g, tartrato de amonio 5.57 g, t:een ;5 5.52 g, alcohol veratrilico 7.2 mmol /5.57 m' de alcohol veratr(lico 1.72&0, manganeso a <5 ppm /na vez ha esporulado el microorganismo en el medio de cultivo inicial /agar malta0, se cortan < o 2 peue=os fragmentos de agar /hongo incluido0, se transfieren al medio de e+presión enzimática y se somete a agitación orbital /apro+imadamente 125 r.p.m.0, en temperatura ambiente y por espacio de una o dos semanas apro+imadamente. En este lapso de tiempo, se deben tomar peue=as al(cuotas del medio a partir del cuarto o uinto d(a, y con ellas realizar unas cuantificaciones espectrofotom?tricas /2@; nm0 ue faciliten la elaboración de un gráfico ue evidencie el decoloramiento progresivo del color.
Metodo alternativo
Ali!a!ione" Lo" !olorante" "int#ti!o" "on a$lia$ente %tili&ado" en $%!'a" ind%"tria" !o$o( Te)til* ael* !o"$#ti!a* +ar$a!#%ti!a , ali$entaria.
Por "% +-!il %"o* a/o !o"to , alta e"tailidad* "in e$ar0o* al0%no" e"t%dio" "%0ieren 1%e e"to" !olorante" %eden "er t)i!o"* !an!er30eno" , 0eneradore" de rea!!ione" al#r0i!a" , a"$-ti!a" en er"ona" "%"!etile".
