Recursos naturales renovables

 

Optimización de iones de fierro para la eliminación de piocianina en la reacción de degradación de Tolueno, Benceno y Fenol por Pseudomonas aeruginosa

 

Optimization of iron ions to eliminate pyocyanine in the degradation reaction of Toluene, Benzene and Phenol by Pseudomonas aeruginosa

 

María de L. Rangel–García*, Jesús Rodríguez–Martínez, Yolanda Garza–García, José L. Martínez–Hernández

 

Departamento de Biotecnología, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Coahuila. 25280. Boulevard Venustiano Carranza y José Cárdenas Valdez. Saltillo, Coahuila. *Autor responsable: (maluraga@hotmail.com).

 

Recibido: Diciembre, 2008.
Aprobado: Noviembre 2009.

 

Resumen

Una amplia gama de substancias xenobióticas representan un serio problema como contaminantes ambientales por su toxicidad; entre ellos los compuestos aromáticos pueden ser biodegradados por microorganismos que los usan como fuente de carbono y energía. El género Pseudomonas destaca por sus múltiples aplicaciones biotecnológicas debido a su gran versatilidad metabólica; puede producir metabolitos útiles, transformaciones enzimáticas, biodegradación y biorremediación de suelos, y en aguas contaminadas con petróleo y plaguicidas. En esta investigación se usaron células de P. aeruginosa para degradar tolueno, benceno y fenol. La cepa fue cultivada en medio mineral sólido y se establecieron las concentraciones óptimas para el desarrollo de células viables: 0.31, 0.19 y 0.13 M para tolueno, benceno y fenol. Los ambientes con concentraciones limitadas de Fe(III) favorecen la producción de piocianina, pigmento que puede interferir en el método analítico de biodegradación de compuestos aromáticos. Este efecto fue eliminado aumentando la concentración de iones de fierro en el medio. Con base en lo anterior, se optimizó y estableció el medio de cultivo mineral con 0.04 g L^–1 de FeSO₄ en presencia de tolueno (0.03 M) y con esta concentración inicial la tasa de biodegradación fue 75 %. Las pruebas de degradación específicas para los compuestos aromáticos mostraron que la cepa de P. aeruginosa usada puede degradar tolueno, benceno y fenol. Las tasas de degradación fueron mayores para tolueno (58.4 %) y benceno (70.11 %) con concentraciones iniciales de 0.14 M y 0.16 M, y la degradación fue menor para fenol (24.65 %) con una concentración inicial 0.10 M. La capacidad degradadora de P. aeruginosa tuvo proporción directa con su crecimiento en presencia de los xenobióticos estudiados, mostrando una mayor cantidad de proteína celular en los cultivos con benceno (1.4982 mg mL^–1), tolueno (0.8629 mg mL^–1) y menor en los cultivos desarrollados en presencia de fenol (0.4431 mg mL^–1); lo cual muestra que un deficiente desarrollo bacteriano (biomasa) influye en una subóptima biodegradación.

Palabras clave: Pseudomonas aeruginosa, degradación, piocianina, xenobióticos.

 

Abstract

A wide range of xenobiotic substances represent a serious problem as environmental pollutants because of their toxicity, among them are found aromatic compounds that can be biodegraded by microorganisms, which use them as their source of carbon and energy. The genus Pseudomonas is outstanding for its multiple biotechnological applications due to its remarkable metabolic versatility. It is capable of producing useful metabolites, enzymatic transformations, biodegradation and bioremediation in soil, as well as in water polluted with oil and pesticides. In this study, cells of P. aeruginosa were used to degrade toluene, benzene and phenol. The strain was cultivated in a solid mineral medium, and the following optimal concentrations were established for the development of viable cells: 0.31, 0.19, and 0.13 M for toluene, benzene and phenol. The environments with limited concentrations of Fe(III) favored the production of pyocyanine, a pigment that can interfere in the analytical method of aromatic compound biodegradation. This effect was eliminated by increasing the concentration of iron ions in the medium. On this basis, the mineral culture medium was optimized and established at 0.04 g L^–1 FeSO₄ in presence of toluene (0.03 M). With this initial concentration, a rate of biodegradation of 75 % was obtained. The specific degradation tests for the aromatic compounds showed that the P. aeruginosa strain used can degrade toluene, benzene and phenol. The rates of degradation were higher for toluene (58.4 °/o) and benzene (70.11 °/o) with the initial concentrations of 0.14 M and 0.16 M. Degradation was less for phenol (24.65 %) with an initial concentration of 0.10 M. The degrading capacity of P. aeruginosa was directly proportional to its growth in the presence of the xenobiotic substances studied. A larger amount of cell protein was exhibited in cultures with benzene (1.4982 mg mL^–1) and toluene (0.8629 mg mL^–1), and less in the cultures grown in presence of phenol (0.4431 mg mL^–1), indicating that deficient bacterial development (biomass) can result in suboptimal biodegradation.

Key words: Pseudomonas aeruginosa, degradation, pyocyanine, xenobiotics.

 

INTRODUCCIÓN

Un gran problema actual es la contaminación ambiental, donde el hombre genera desechos que alteran la calidad del aire, tierra, agua y su entorno; muchos desechos industriales se vierten en el agua de arroyos, manantiales, ríos y mares (Brock et al., 1987). La contaminación con químicos peligrosos es uno de los mayores problemas generado por mundo industrializado (Boopathy, 2000); entre estos contaminantes destacan los compuestos xenobióticos por su alta toxicidad y dificultad para ser degradados (Brock et al, 1987).

Los hidrocarburos son algunos de los principales contaminantes del ambiente (Abalos et al., 2004) y en particular los compuestos aromáticos (CA); las formas sustituidas representan un mayor riesgo de contaminación (Khan et al., 2005). La contaminación con hidrocarburos derivados del petróleo ha ocasionado defectos ambientales y de salud, y también ha aumentado el interés por desarrollar e implementar tecnología para limpiar esta contaminación. El benceno y sus derivados representan la mayor parte de los contaminantes orgánicos en los efluentes de la industria química, petroquímica, farmacéutica, metalúrgica y productos plaguicidas (Banerjee et al., 2001; Siedlecka y Stepnowski, 2005). Estas aguas residuales requieren tratamientos apropiados antes de ser descargadas al ambiente. Entre las técnicas disponibles para remover fenol y sus derivados, la biodegradación es una tecnología alternativa (Banerjee et al, 2001).

Los componentes con anillos aromáticos como benceno, tolueno, fenol y xileno son de gran interés debido a su toxicidad y baja solubilidad, representando una fuente potencial a largo plazo de contaminación de aguas residuales o subterráneas (Cavalca, 2004) y su remoción por los tratamientos biológicos comunes no ha tenido el éxito esperado. Así, la introducción de nuevas tecnologías para degradar estas moléculas recalcitrantes en moléculas más pequeñas es imperativo (Siedlecka y Stepnowski, 2005). La degradación por microorganismos es el principal proceso de eliminación de contaminantes en el ambiente, proceso que puede ser usado para remover los contaminantes del suelo y agua (Abalos et al, 2004; Khan et al, 2005). Alcaligenes eutrophus, Bacillus stearothermophilus, Pseudomonas sp., Rhodococcus sp. y Trichosporon cutaneum han sido usados para degradar fenol y sus derivados a bajas concentraciones (0.002–12.7 mM) (Hinteregger et al, 1992).

Varias especies del género Pseudomonas contienen plásmidos con enzimas codificadas que pueden biotransformar compuestos orgánicos derivados del petróleo o compuestos organoclorados u organofosforados. Estas enzimas son inducibles y la selección de las cepas adecuadas puede reducir la contaminación por los compuestos xenobióticos (Conesa, 1997; Sutton y Harmon, 1997). Los microorganismos de la especie P. aeruginosa son muy comunes en la naturaleza y pueden ser aislados de una gran variedad de fuentes naturales. Pseudomonas puede multiplicarse en muchos sustratos, incluyendo los xenobióticos, y crecer con nutrientes derivados de materiales usados en la construcción de sistemas de distribución de agua e instalaciones de tuberías domésticas (Tsoraeva y Rodríguez, 2000).

Pseudomonas aeruginosa genera numerosos exo–productos, incluyendo proteasas, hemolisinas, ramnolípidos y derivados de fenazina (Lau, 2004), factores potencialmente citotóxicos que aumentan su competitividad y supervivencia (Britigan et al, 1999; Norman et al, 2004). Por ejemplo, el metabolito secundario soluble en agua piocianina (l–hidroxi–5–metil–fenazina) ha mostrado actividad antimicrobiana contra una gran variedad de microorganismos (Norman et al, 2004). La piocianina se sintetiza en cantidades importantes por P. aeruginosa en ciertas condiciones desfavorables de crecimiento como las condiciones limitantes de hierro. El estrés por nutrientes induce en Pseudomonas algunos cambios morfológicos y bioquímicos; además, en condiciones limitantes de crecimiento, la bacteria expresa mecanismos de protección, permitiendo a las células sobrevivir a desafíos ambientales (Fernández y Pizarro, 1999; Reardon et al, 2000).

Por tanto, el objetivo de este trabajo fue optimizar la concentración de iones de fierro y evitar la producción e interferencia del pigmento piocianina en cultivos de P. aeruginosa para su aplicación efectiva en la degradación de tolueno, benceno y fenol.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Cepa bacteriana y condiciones de cultivo

La cepa de P. aeruginosa se aisló de muestras de agua obtenidas de la red de suministro local en la zona carbonífera de Coahuila, en el norte de México. Se cultivó en agar nutritivo a 37 °C, por 24 h en condiciones aerobias y se transfirió al medio selectivo agar Pseudomonas (Sigma) para su identificación mediante la producción de pigmento (Pichardo et al., 1981) y se conservó en un medio mineral sólido: Na₂HPO₄ (7 g L^–1), KH₂PO₄ (2 g L^–1), (NH₄)₂SO₄ (1 g L^–1), MgSO₄.7H₂O (0.1 g L^–1), CaCl₂ (0.02 g L^–1), K₂SO₄ (0.1 g L^–1), FeSO₄ . 7H₂O (0.01 g L^–1), ZnSO₄ . 7 H₂O (0.01 g L^–1) y CuSO₄ (0.01 g L^–1) a pH 7.

Inducción para la biodegradación de xenobióticos

La inducción de P. aeruginosa para degradar benceno, tolueno y fenol se realizó adicionando concentraciones diferentes de cada uno de los xenobióticos usados en el medio mineral sólido. En el estudio se uso un intervalo de concentración 0.001 M–0.5 M para cada xenobiótico. La adición de cada xenobiótico se hizo progresiva y paulatinamente para detectar cambios en el desarrollo de los cultivos, iniciando con concentraciones bajas y manejando una sola variable en cada caso.

Los cultivos de prueba se inocularon con 125 µL de Pseudomonas previamente desarrolladas en el medio mineral líquido con las condiciones de cultivo descritas. Se cuantificó el crecimiento microbiano en las placas de agar y se realizó la resiembra en el medio mineral sólido sin xenobiótico para determinar la viabilidad de las células.

Métodos analíticos

El crecimiento de la cepa P. aeruginosa fue determinado directamente por turbidimetría a 590 nm con intervalos de 24 h, usando un espectrofotómetro Cintra 10 UV–Visible. El medio mineral líquido fue la base para verificar el desarrollo del cultivo donde se usó glucosa como fuente primaria de carbono (cometabolito) y tolueno, benceno y fenol como fuente secundaria.

Cada variable se evaluó por triplicado y los resultados experimentales se granearon considerando el número de repeticiones, su promedio (media aritmética) y las desviaciones estándar.

Determinación de proteína

Después de la incubación, las células propagadas se separaron por centrifugación a 7000 rpm, por 30 min a 4 °C; la biomasa obtenida se lavó dos veces con solución amortiguadora de fosfatos 0.01 M de pH 7, en las mismas condiciones por 15 min. El paquete celular se suspendió en 3 mL de la misma solución amortiguadora y se cuantificó la concentración de proteína según el método de Lowry modificado por Peterson (Gorina y Yakovleva, 1980).

Degradación de xenobióticos

El análisis de la degradación progresiva de los xenobióticos se realizó por espectrofotometría, determinando el consumo de sustrato a 270 nm, 254 nm y 271 nm para tolueno, benceno y fenol. Las muestras fueron analizadas a intervalos de 24 h, determinando las tasas de degradación con cada uno de los compuestos aromáticos.

Optimización de iones de fierro

El efecto de los iones de fierro en la producción de piocianina se estudió variando la concentración de FeSO₄ (0.01, 0.02, 0.04, 0.06 y 0.08 g L^–1 ) en el caldo de cultivo mineral (pH 7). Se tomó como referencia las concentraciones usadas por Zache y Rehm (1989), Belhaj et al. (2002), Meenal y Ambalal (2005) y Fortunato et al. (2005). Los medios líquidos fueron inoculados con 0.5 mL de una suspensión de células obtenida de agar inclinado, con una concentración inicial de tolueno 0.03 M e incubados en condiciones aerobias con agitación de 250 rpm (Lab–Line incubator shaker) a 37 °C por 144 h y monitoreados a intervalos de 0, 24, 48, 72, 96, 120 y 144 h, cuantificando el crecimiento y la degradación de tolueno.

Los caldos inoculados con P aeruginosa se colocaron en matraces erlenmeyer de 1 L adicionando tolueno, benceno y fenol en cultivos independientes, según Khan et al. (2005). Las concentraciones iniciales para los experimentos de degradación fueron: 0.14 M, 0.16 M y 0.10 M para tolueno, benceno y fenol; los matraces se incubaron con agitación (250 rpm) y a 37 °C. Las muestras fueron analizadas por el método espectrofotométrico a intervalos de 0, 24, 48, 72, 96 y 120 h, determinando el crecimiento microbiano y la tasa de biodegradación (TB) de cada compuesto.

El diseño experimental fue monofactorial, evaluando independientemente la influencia de los iones de hierro en cinco niveles (0.01, 0.02, 0.04, 0.06 y 0.08 g L^–1), la bioconversión en tres niveles (tolueno 0.14 M, benceno 0.16 M y fenol 0.10 M) y el desarrollo microbiano por 144 h. Los resultados se procesaron estadísticamente usando Microsoft® Office Excel® 2003, considerando las barras de error o desviación estándar (σ =2) en las Figuras (p<0.05; n = 3) (Castro, 1979; Walpole et al, 1999; Triola, 2004).

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La cepa desarrollada en agar nutritivo presentó las características y morfología celular de P. aeruginosa y el crecimiento en agar Pseudomonas mostró la presencia de pigmento verde correspondiente a la piocianina.

Inducción para biodegradación de xenobióticos

Los cultivos desarrollados en placas de medio mineral adicionadas con diferentes concentraciones de tolueno, benceno y fenol (0.001–0.5 M) mostraron que P. aeruginosa creció en presencia de los tres xenobióticos estudiados separadamente. El crecimiento no se inhibió totalmente, pero si disminuyó considerable y significativamente (p<0.05) a altas concentraciones. Con fenol se apreció menor tolerancia de P. aeruginosa a los xenobióticos, aún a bajas concentraciones. Las pruebas de viabilidad fueron positivas con las concentraciones máximas de 0.31 M para tolueno, 0.19 M para benceno y 0.13 M para fenol. A concentraciones superiores, el número de células decreció en relación directa al aumento de la concentración del xenobiótico. Pseudomonas aeruginosa mostró una mayor tolerancia a altas concentraciones de tolueno, concentraciones menores de benceno y aun menores de fenol.

Biodegradación de los xenobióticos

La optimización del proceso de la degradación de los xenobióticos se logró determinando el efecto de la concentración de iones de fierro en la producción de piocianina. Después del período de incubación de P aeruginosa en medio mineral líquido con diferentes concentraciones de FeSO₄ (0.01 a 0.08 g L^–1) y con una concentración inicial (0.03 M) de tolueno, se observó crecimiento microbiano por turbidimetría en todos los matraces. En la cinética de consumo de sustrato (Figura 1), la producción de piocianina se detectó en el medio con 0.01 g L de FeSO₄, observándose una considerable disminución en la concentración de tolueno hasta las 72 h, producto del proceso de biodegradación y un posterior aumento en las lecturas de absorbancia por acumulación de compuestos, lo cual coincide con la presencia de un color azul–verde en el medio de cultivo provocado por la producción de piocianina, pigmento que absorbe en la región UV, al igual que los compuestos aromáticos (Fernández y Pizarro, 1999).

El aumento en los valores de absorbancia sobre la lectura inicial, indica el doble efecto dado por el remanente del xenobiótico en el reactor y el pigmento producido. A concentraciones mayores de fierro (0.02 a 0.08 g L^–1 ) no se observó la interferencia de piocianina (Figura 1).

En la Figura 2 se presentan las tasas de degradación del tolueno 0.03 M. La mayor velocidad de degradación del tolueno (3–00E–04 M h^–1 ) se presentó a una concentración de 0.04 g L^–1 de FeSO₄ y la menor (2.00E–04 M h^–1 ) en las otras concentraciones probadas (p<0.05). La mayor remoción de tolueno ocurrió al usar concentraciones de 0.02 y 0.04 g L^–1 cuya tasa de biodegradación (TB) fue 75 % para ambas. Durante el estudio de degradación de xenobióticos, se decidió utilizar la concentración de 0.04 g L^–1 de FeSO₄ en el medio de cultivo, debido a que las cinéticas de degradación del tolueno ocurrieron a mayor velocidad en comparación con las otras concentraciones de FeSO₄.

Una vez optimizada la concentración de FeSO₄ en el medio mineral, se desarrollaron cultivos de P. aeruginosa en presencia de una concentración superior a 0.03 M de tolueno (0.14 M).

Además se estudió la influencia del benceno y de fenol en concentraciones de 0.16 M y 0.10 M. Después de una incubación de 5 d P. aeruginosa mostró un buen crecimiento en presencia de tolueno y benceno, pero no con fenol. En la Figura 3 se observa que el crecimiento de P. aeruginosa en presencia de tolueno y benceno inició después de 48 h de adaptación; en ambos cultivos hubo una fase exponencial hasta las 96 h. La velocidad específica de crecimiento (µ) fue significativamente mayor (p<0.05) en los cultivos con 0.16 M de benceno (µ = 3.8 x 10^–3 h^–1 ) y menor en los cultivos con 0.10 M de fenol (µ =4.0^–4 x 10 h^–1 ), donde también la fase exponencial tuvo una menor duración (hasta las 72 h) (marca con la línea de mayor grosor en la Figura 3).

El crecimiento microbiano de P aeruginosa en presencia de los xenobióticos fue diferente (p<0.05; Figura 4): una mayor cantidad de proteína celular (1.498 mg mL^–1 ) en los cultivos con 0.16 M benceno, 0.863 mg mL^–1 con 0.14 M tolueno y 0.443 mg mL^–1 con 0.10 M fenol.

La tasa de biodegradación (TB) de los compuestos se graficó en función del tiempo (Figura 5). Los cultivos de P aeruginosa en presencia de benceno (0.16 M) mostraron 70.11 % de biodegradación, 58.14 % con tolueno (0.14 M) a las 72 h, y 24.65 % con fenol (0.10 M) en 96 h. Con lo anterior se puede afirmar que las TB estuvieron directamente relacionadas con la cantidad de biomasa producida, observándose la mayor bio–conversión con benceno 0.16 M (70.11 %), que coincide con la mayor producción de proteína celular (1.4982 mg mL^–1). Asimismo, laTB baja del fenol (0.10 M) se obtuvo con la menor cantidad de biomasa (0.4431 mg mL^–1).

Los componentes químicos específicos de los medios de cultivo determinan el crecimiento del microorganismo, la síntesis de sus componentes celulares y la finalidad de su aplicación (Sánchez et al., 2003). Considerar la finalidad de aplicación de los microorganismos es un aspecto importante que requiere varios factores metabólicos y fisiológicos, como ocurre en los procesos de degradación de diferentes compuestos (Menezes et al., 2005). Un nivel inadecuado de componentes químicos en el medio de cultivo puede resultar en un pobre desarrollo bacteriano y realizar una biodegradación subóptima; de ahí la importancia de determinar la cantidad de proteína celular de la biomasa obtenida en el desarrollo de los cultivos (Kwok et al., 2003).

En la mayoría de los trabajos de biorremediación es importante la producción de una buena cantidad de proteína celular (biomasa), el tipo de población bacteriana y sus actividades enzimáticas. Si no se produce suficiente biomasa de las bacterias degradadoras y la concentración de los contaminantes es muy alta, no se realizará una degradación rápida o eficiente (Norman et al, 2004).

Cavalca et al.. (2004) y Reardon et al. (2000) reportan degradación de tolueno (2.7 x 10^–3 M) y benceno (5.5 x 10^–4–3.2 x 10^–3 M) por Pseudomonas sp., concentraciones inferiores a las usadas en esta investigación. Además, no obstante la baja biotransformación obtenida con el fenol, esta cepa de P. aeruginosa degradó el compuesto aromático a concentraciones iniciales superiores (0.10 M) a las reportadas por Hinteregger et al. (1992), Banerjee et al. (2001) y Siedlecka y Stepnowski (2005) de 0.002 a 0.012 M.

Un aspecto importante en los procesos de biodegradación es la adaptación de los microorganismos a los compuestos que se degradarán. En esta investigación P aeruginosa fue inducida con diferentes concentraciones de los xenobióticos de prueba adicionados a placas de medio mineral. Esta cepa de P aeruginosa pudo usar los xenobióticos como sustratos de crecimiento con 0.31 M de tolueno, 0.19 M de benceno y 0.13 M de fenol, que permitieron un buen desarrollo de los cultivos en medio sólido.

Considerando que la biosíntesis y secreción de sideróforos como la piocianina es estrictamente regulada en relación inversa por la concentración del fierro en el medio de crecimiento de las bacterias (Díaz de Villegas et al., 2002), se optimizó la cantidad de FeSO₄ adicionando concentraciones crecientes al medio mineral, lo que evitó la producción del pigmento, como lo reportan Díaz y Villa (2002). Así se eliminó la interferencia en el estudio de la reacción de biodegradación de tolueno (0.03M) donde se obtuvo una alta TB (75%).

En presencia de 0.01 g L de FeSO₄ P. aeruginosa mostró un buen crecimiento, con un efecto colateral que favoreció la producción de piocianina, aumentando las lecturas de absorbancia que interfieren en el monitoreo real de la reacción de biodegradación del tolueno. La eliminación de la producción del sideróforo se logró usando concentraciones superiores a 0.01 g L de FeSO₄. La concentración óptima para este caso fue 0.04 g L de FeSO₄ que permitió monitorear la biotransformación. Esta concentración de sulfato de hierro coincide con la usada por Belhaj et al. (2002) con P. aeruginosa.

En el presente estudio se mostró que los efectos de la concentración de iones de fierro en la producción de fenazinas, como la piocianina, deben ser considerados para mejorar el diseño de cultivo de bacterias con capacidad de producir este tipo de pigmentos y que puedan ser aplicados confiablemente en los métodos de biodegradación de CA. Las pruebas de degradación individual de CA mostraron que la cepa de P aeruginosa usada degrada tolueno, benceno y fenol. Las concentraciones iniciales de los tres CA disminuyeron y el proceso de degradación estuvo en relación directa con el crecimiento bacteriano. Con las concentraciones iniciales de 0.14 M de tolueno y 0.16 M de benceno se logró 58.14 % y 70.11 % de degradación. Estas concentraciones fueron superiores a las reportadas por Reardon et al. (2000) con P. putida (tolueno 2.7 x 10^–3 M y benceno 5.5 x 10^–4 –3.2 x 10^–3M).

La biodegradación de tolueno y benceno fueron mayores que la biodegradación de fenol, mostrando que la máxima tasa de degradación de tolueno (0.14M) y benceno (0.16M) ocurrió a las 72 h (durante la fase exponencial), siendo la TB mayor para el benceno (70.11 %). Colateralmente, la mayor concentración de proteína fue encontrada en las células desarrolladas en presencia de este CA.

Tolueno y benceno fueron mejores sustratos que el fenol, resultando en un mejor crecimiento de P. aeruginosa; además fueron degradados más rápido que el fenol. La baja tasa de degradación de 0.10 M de fenol (24.65 %) correspondió con una baja velocidad de crecimiento de P. aeruginosa y una baja concentración de proteína celular. Según Hinteregger et al. (1992) los compuestos fenólicos pueden inhibir el crecimiento microbiano aún a concentraciones relativamente bajas (>200 mg L^–1). En el presente trabajo se reporta una cepa de P. aeruginosa que degrada fenol a una concentración inicial de 0.10 M, superior a la reportada por Hinteregger et al. (1992) con P. putida y por Zache y Rehm (1989) con un cultivo mixto de P. putida y Cryptococcus elinovii. Esta capacidad degradativa de algunas cepas es de gran interés para los procesos de bioremediación (Ma y Herson, 2000).

 

CONCLUSIONES

Se mostró la capacidad de P. aeruginosa para degradar compuestos aromáticos, y debido a esta característica metabólica la cepa creció en presencia de concentraciones elevadas de tolueno (0.31 M), benceno (0.19 M) y fenol (0.13 M), lo que permite su aplicación en procesos de biotecnología ambiental.

Tolueno y benceno fueron mejores sustratos que el fenol, efecto observado determinantemente en las mayores tasas de biodegradación obtenidas con los dos primeros compuestos y las bajas TB con fenol. Hubo un efecto similar con la cantidad de biomasa: mayor crecimiento y una consecuentemente mayor cantidad de proteína celular en presencia de tolueno y benceno; no así con fenol. Así, la capacidad degradadora de P. aeruginosa estuvo en proporción directa con su crecimiento en presencia de los xenobióticos estudiados. Esto confirma que un deficiente desarrollo bacteriano (biomasa) converge en una deficiente biodegradación, factor importante en el diseño de este tipo de tecnologías.

Con la optimización de los iones de FeSO₄ (0.04 g L^–1) en los estudios de biotransformación de 0.03 M tolueno se logró eliminar la producción e interferencia de la piocianina en los biorreactores utilizados, obteniendo una alta tasa de biodegradación. Esto mejora el diseño de cultivo de bacterias productoras de pigmentos y permite proponer métodos de biodegradación de compuestos aromáticos con mayor eficiencia y confiabilidad.

El presente trabajo proporciona información útil para el tratamiento exitoso de aguas contaminadas con tolueno, benceno y fenol, lo que permite entender mejor la capacidad y la función de P. aeruginosa en aplicaciones biotecnológicas, lo que dará una mayor eficiencia en procesos de biorremediación.

 

LITERATURA CITADA

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