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

• Autores: María de L. Rangel García, Jesús Rodríguez Martínez, Yolanda Garza García, José de Jesús Martínez Hernández
• Localización: Agrociencia, ISSN 2521-9766, ISSN-e 1405-3195, Vol. 44, Nº. 2, 2010, págs. 235-247
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Optimization of iron ions to eliminate pyocyanine in the degradation reaction of Toluene, Benzene and Phenol by Pseudomonas aeruginosa
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• Resumen
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    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.

  • English

    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.