Catálogo de publicaciones

Bioprocess and Biosystems Engineering provides an international peer-reviewed forum to facilitate the discussion between engineering and biological science to find efficient solutions in the development and improvement of bioprocesses. The aim of the journal is to focus more attention on the multidisciplinary approaches for integrative bioprocess design. Of special interest are the rational manipulation of biosystems through metabolic engineering techniques to provide new biocatalysts as well as the model based design of bioprocesses (up-stream processing, bioreactor operation and downstream processing) that will lead to new and sustainable production processes.

Los Bifenilos Policlorados (PCBs) son compuestos organoclorados, recalcitrantes y tóxicos que comenzaron a sintetizarse en 1929 para emplearse como aislantes y refrigerantes en transformadores eléctricos. Los hongos de pudrición blanca mediante sus enzimas ligninolíticas, tienen potencial para remover estos compuestos.El objetivo general de este trabajo fue evaluar el potencial de remoción de PCBs de hongos de pudrición blanca nativos de la provincia de Misiones para su posterior uso en estrategias de biorremediación.Veintiséis cepas de hongos causantes de pudrición blanca fueron evaluadas y presentaron diferentes niveles de tolerancia y actividad enzimática ligninolítica. La correlación entre la actividad lacasa y la tolerancia, permitió el desarrollo de una ecuación que predice latolerancia en función de esta actividad, constituyendo una herramienta de selección fúngica.Irpex lacteus BAFC 1171, Pycnoporus sanguineus LBM 105 y Lentinus sajor-caju LBM 105 fueron capaces de crecer en medio líquido contaminado con 217 mg L-1 de PCBs tanto en un medio natural (Extracto de Malta con Extracto soluble de Maíz: MEM) como en un medio sintético con glucosa y asparagina como fuentes de carbono y nitrógeno respectivamente (GA). L. sajor-caju LBM 105 fue capaz de remover PCBs en los medios MEM y GA a partir de los 7 y 14 días de cultivo respectivamente, alcanzando un 95% remoción en el medio MEM y 92% en GA a los 35 días, reduciendo su toxicidad. P. sanguineus LBM 023 removió 42% en medio MEM y 69% en medio GA e I. lacteus BAFC 1171 removió 68% en medio GA al día 35 de cultivo. P. sanguineus LBM 023 presentó remoción selectiva por los congéneres con mayor grado de cloración en medio de cultivo MEM.La adición de PCBs modificó el aspecto macroscópico de las colonias y también produjo un incremento significativo en el diámetro de las hifas en las tres cepas evaluadas. La adición del contaminante, incrementó 4,8 veces los títulos producidos de lacasa por P. sanguineus LBM 023 en medio MEM y 40 veces en el medio de cultivo GA. La remoción dePCBs se correlacionó con los días de cultivo y, en menor medida, con la actividad lacasa en los sobrenadantes tratados con L. sajor-caju LBM 105. Se verificó la producción moderada de bioemulsionantes por I. lacteus BAFC 1171 y P. sanguineus LBM 023.La bioestimulación de suelo contaminado con PCBs se realizó mediante la adición de bagazo de caña de azúcar. Para el tratamiento de bioaumentación se utilizaron monocultivos y co-cultivos de P. sanguineus LBM 023 y L. sajor-caju LBM 105 inmovilizados en bagazo de caña de azúcar. Ambas cepas fueron capaces de desarrollarse en el suelo durante los 90 días evaluados. La actividad enzimática oxidativa e hidrolítica fue significativamente mayor en el co-cultivo respecto a los monocultivos al día 60. El perfil de secreción enzimática lacasa presentó un mayor número de isoenzimas con pesos moleculares de entre 37 y 56 kDa al día 60 en el tratamiento con el co-cultivo. Los tratamientos de bioaumentación con co-cultivo y bioestimulación redujeron significativamente la toxicidad del suelo contaminado y mejoraron la calidad del suelo tratado. Todos los tratamientos empleados removieron alrededor del 90% de los PCBs. La eficiencia de remoción decreció al incrementarse el grado de cloración. El tratamiento de bioestimulación con bagazo de caña de azúcar se presenta como una alternativa económica y práctica de remediación de suelo contaminado con PCBs mientras que, L. sajorcaju LBM 105 podría utilizarse efectivamente para remediar medios líquidos contaminados conaltas concentraciones de PCBs.

La co-contaminación ambiental es uno de los grandes problemas que enfrenta actualmente la humanidad a causa del avance tecnológico y el crecimiento poblacional. Particularmente, se ha detectado co-contaminación con Cr(VI) y lindano alrededor del mundo. En este sentido, la biorremediación empleando actinobacterias demostró ser una alternativa promisoria para la depuración de estos sitios. Además, el uso de consorcios microbianos resulta prometedor al incrementar las rutas metabólicas de remoción. Sin embargo, la biorremediación depende de diversos factores y sus interacciones, por lo que podría incrementarse la efectividad del proceso mediante la optimización de los parámetros intervinientes. Otro de los aspectos importantes del proceso es la verificación de la efectividad del método aplicado, la cual podría lograrse mediante la monitorización analítica y biológica de la biorremediación.En base a lo expuesto, se planteó como objetivo del presente trabajo de Tesis Doctoral optimizar la biorremediación de suelos contaminados con Cr(VI) y lindano utilizando actinobacterias. Inicialmente, se evaluó la remoción de Cr(VI) y lindano en medio de cultivo líquido y en suelo no estéril (SNE), utilizando cultivos simples y mixtos de las actinobacterias Streptomyces sp. M7, MC1, A5 y Amycolatopsis tucumanensis AB0. En medio líquido, el cultivo simple de Streptomyces sp. MC1 y el consorcio cuádruple obtuvieron la mayor remoción de ambos contaminantes, mientras que en SNE, el cultivo simple de Streptomyces sp. M7 y el consorcio cuádruple lograron los mejores perfiles de remoción de Cr(VI) y lindano. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en SNE (matriz con la cual se continuó el estudio), se seleccionó el cultivo simple de Streptomyces sp. M7 y el consorcio cuádruple para determinar las condiciones óptimas de biorremediación. Luego de determinar las concentraciones óptimas de inóculo de Streptomyces sp. M7 y del consorcio cuádruple (1 y 2 g kg-1, respectivamente), se estudió la influencia de las concentraciones iniciales de los contaminantes, la temperatura y la humedad. Para ello, se utilizó un diseño factorial completo 24. Debido a que la actividad del consorcio cuádruple durante el proceso fue más predecible y presentó mayor homogeneidad de respuesta, éste fue seleccionado para los estudios posteriores. Además, se comprobó la sobrevida de las actinobacterias del consorcio cuádruple al finalizar el ensayo de biorremediación, empleando estudios bioquímicos y moleculares. Mediante un optimizador de respuesta se determinaron las condiciones óptimas de temperatura y humedad para la biorremediación dependiendo de las concentraciones iniciales de los contaminantes. Éstas fueron empleadas para tratar siete muestras reales de suelos del NOA contaminadas con Cr(VI) y/o lindano, de las cuales el consorcio cuádruple logró biorremediar eficientemente seis. Finalmente, se realizaron bioensayos ecotoxicológicos sobre cuatro especies vegetales (Raphanus sativus, Lactuca sativa, Lycopersicon esculentum y Zea mays) y una animal (Eisenia fetida). En base a la sensibilidad de las especies y sus bioindicadores frente a ambos tóxicos, Lycopersicon esculentum y Eisenia fetida fueron las especies seleccionadas para evaluar la efectividad de la biorremediación. De esta manera se confirmó el éxito de la biorremediación llevada a cabo por el consorcio cuádruple mediante la reversión de los efectos adversos causados por los contaminantes.

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