Proyectos
Producción de enzimas ligninolíticas bajo fermentación en estado sólido para la decoloración de tintes sintéticos.
Resumen
La industrialización ha traído consigo aportes significativos al desarrollo colectivo, político y económico de la sociedad; sin embargo, paralelamente se han generado diversos impactos ambientales negativos. En el caso del sector textil, uno de los principales compuestos empleados para su actividad productiva son los colorantes sintéticos, los cuales se diseñan con el fin de presentar una alta resistencia frente a varios parámetros ambientales, causando que, hasta el 50% de estas moléculas persistan en el ecosistema [1]. La acumulación de estos contaminantes ocasiona graves impactos a la naturaleza, entre ellos cabe destacar el aumento de materia orgánica y la disminución de luminosidad que, junto con la baja concentración de oxígeno, afectan adversamente la actividad fotosintética dentro de las fuentes hídricas [2]. Por lo anterior, se han desarrollado diferentes metodologías tanto químicas como biológicas para el tratamiento de estos contaminantes antes de ser descargados en los efluentes hídricos. En el aspecto químico se pueden destacar procesos tales como electrólisis, ozonización, fotocatálisis e incluso, el uso de fuertes agentes activos. Sin embargo, debido al alto costo que presentan estos métodos y la generación de subproductos aún más tóxicos, surge la necesidad de encontrar nuevas alternativas más económicas y menos perjudiciales con el medio ambiente [1]. En este sentido, dentro de los procesos biológicos sobresale la fermentación en estado sólido (FES), una técnica que, además de solucionar las problemáticas antes mencionadas, presenta grandes ventajas frente a la tradicional fermentación en sumergido, destacando su mayor eficiencia y menores costos de producción. Es de resaltar que, la FES aquí propuesta está apoyada en el aprovechamiento de diferentes residuos agroindustriales, con una amplia variedad de especies de hongos de podredumbre blanca (HPB) que, además de ser inocuos, poseen una maquinaria enzimática eficaz en la degradación de colorantes sintéticos [3]. Con el actual proyecto, se pretende optimizar la FES para potenciar la producción de enzimas ligninolíticas por medio de la evaluación de factores físico-químicos tales como la humedad y concentración de nutrientes y factores biológicos como la especie fúngica; para su posterior uso en la decoloración de tintes sintéticos. Se empleará la cascarilla de arroz como sustrato y soporte de la FES por su abundante disponibilidad en el país y composición [4], y se utilizará como inóculos, cuatro tipos de HPB (Pleurotus ostreatus, Trametes pubescens, Trametes hirsuta y, Pleurotus pulmonarius), por su capacidad en la producción de las enzimas implicadas en la degradación de colorantes [3]. Lo anterior, gracias a los resultados altamente satisfactorios que se han venido obteniendo en nuestro grupo de investigación en Síntesis, Reactividad y Transformación de Compuestos Orgánicos, SIRYTCOR, para la biorremediación de diversos colorantes de naturaleza aniónica y catiónica por enzimas ligninolíticas producidas bajo condiciones de FES. En último término, la meta a alcanzar es el desarrollo de un prototipo funcional de un extracto enzimático de interés, para diferentes sectores industriales y su protocolo validado de producción, con el cual se puedan tratar efluentes hídricos afectados por contaminantes de diferente naturaleza química. 1. F. M. Drumond Chequer et al., Eco-friendly textile dyeing and finishing. 6, 151–176 (2013). 2. Moawad, H., El-Rahim, W.M.A. & Khalafallah, M., 2003. Evaluation of biotoxicity of textile dyes using two bioassays. Journal of basic microbiology, 43(3), pp.218-29 3. C. Krishna, Critical reviews in biotechnology. 25, 1–30 (2005). 4. L. V. P. Gonzalez, S. P. M. Gómez, P. A. G. Abad, RIAA. 8, 141–150 (2017).
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:UN Innova: Convocatoria de Proyectos para el Fortalecimiento de la Innovación en la Universidad Nacional de Colombia a partir del Desarrollo de Prototipos y Experiencias Piloto 2019-2021 (segunda cohorte)
Modalidad:Propuestas de escalamiento de prototipos.
Responsable