Hongos extremófilos con potencialidades para el tratamiento y valorización de biosólidos municipales

HEILYN PEREZ SOLER

RESUMEN El tratamiento de biosólidos municipales actualmente representa un gran desafío. Los biosólidos se obtienen de plantas de tratamiento de aguas residuales y se consideran residuos orgánicos con altos porcentajes de fenoles, metales pesados, compuestos farmacéuticos y otros contaminantes emergentes. Los microorganismos representan una alternativa para los tratamientos ambientales. En particular, los hongos son microorganismos ubicuos con una vasta maquinaria para degradar, adsorber y/o eliminar xenobióticos como compuestos farmacéuticos, hidrocarburos y pesticidas, entre otros. Las enzimas extracelulares (lacasa, peroxidasa) producidas por hongos ligninolíticos podrían desempeñar un papel importante durante los tratamientos de biosólidos. Sin embargo, los estudios que describen esta utilidad son escasos. Además, los biosólidos también podrían emplearse como sustrato para producir enzimas fúngicas. El objetivo del presente trabajo es: Evaluar el potencial de hongos filamentosos en el tratamiento y valorización de biosólidos municipales. En esta investigación se caracterizaron las actividades enzimáticas aril alcohol oxidasa, amilasa, celulasa, esterasa, lacasa, lignina peroxidasa, lipasas, manganeso peroxidasa, peroxidasas totales y xilanasa durante el tratamiento de biosólidos municipales con las cepas Aspergillus sydowii-like H1 y Aspergillus destruens EXF-10411. Se evaluó la remoción de fenoles, metales pesados y compuestos farmacéuticos de los mejores tratamientos seleccionados a partir del análisis estadístico realizado. Las pruebas toxicológicas post-tratamiento se realizaron mediante pruebas de germinación de plántulas de lechuga (Lactuca Sativa). Ambas cepas demostraron ser eficaces en la remoción de fenoles, metales pesados y compuestos farmacéuticos. También fueron capaces de expresar enzimas extracelulares (aril alcohol oxidasa, amilasa, celulasa, esterasa, lacasa, lignina peroxidasa, lipasas, manganeso peroxidasa, peroxidasas totales y xilanasa) durante el tratamiento de biosólidos municipales en procesos fermentativos sólidos y líquidos. En este estudio, se desarrolló una estrategia de reducción de costos, que se refirió a la capacidad presentada por las cepas de estudio para producir cócteles enzimáticos utilizando biosólidos municipales como sustrato, lo que redujo considerablemente el costo de producción de enzimas.

ABSTRACT The treatment of biosolids currently represents a great challenge. Biosolids are obtained from wastewater treatment plants and are considered emerging wastes with high percentages of phenols, heavy metals, pharmaceutical compounds and other emerging contaminants. In recent decades, biosolids treatments have gained great attention. Microbes represent a unique opportunity for environmental treatments. In particular, fungi are ubiquitous microorganisms with a vast machinery to degrade, adsorb an/ or eliminate xenobiotics such as pharmaceutical compounds, hydrocarbons and pesticides, among others. Extracellular enzymes (lacasse, peroxidases, produced by ligninolytic fungi could play an important role during biosolids treatments. However, studies describing this utility are scarce. In addition, biosolids could also be used as a substrate to produce fungal enzymes. The aim of the present work is: To evaluate the potential of filamentous fungi in the treatment and valorization of municipal biosolids. In this work the enzymatic activities were characterized aryl -alcohol oxidase, amylase, cellulase, esterase, laccase, lignin peroxidase, lipases, manganese peroxidase, total peroxidase and xylanase during the treatment of municipal biosolids with Aspergillus sydowii-like H1 and Aspergillus destruens EXF-10411. The removal of phenols, heavy metals and pharmaceutical compounds from the best treatments selected from the statistical analysis was evaluated. Post-treatment was evaluated through germination trials lettuce (Lactuca Sativa). Both strains proved to be effective in removing phenols, heavy metals and pharmaceutical compounds. They were also able to express extracellular enzymes (aryl -alcohol oxidase, amylase, cellulase, esterase, laccase, lignin peroxidase, lipases, manganese peroxidase, total peroxidase and xylanase) during the treatment of municipal biosolids in solid and liquid fermentation processes. In this study, a cost reduction strategy was also developed, which referred to the capacity presented by the study strains to produce enzymatic cocktails using municipal biosolids as a substrate, which considerably reduced the cost of production of enzymes.

Tipo de documento: Tesis de maestría

Formato: Adobe PDF

Audiencia: Investigadores

Idioma: Español

Área de conocimiento: INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Campo disciplinar: CIENCIAS TECNOLÓGICAS

Nivel de acceso: Acceso Abierto