Tratamiento biológico de efluentes con basidiomicetos ligninolíticos para la degradación de colorantes textiles a escala de laboratorio

Resumen

Los colorantes presentes en los efluentes textiles son compuestos xenobioticos de elevada toxicidad y limitada posibilidad de degradación, por lo que el residual debe ser tratado antes de su vertimiento. Los sistemas de tratamiento existentes son muy costos o resultan ineficientes ya que no logran degradar el colorante y pueden originar aminas toxicas y carcinogénicas. Por ello el objetivo de nuestro trabajo consistió en “Analizar las características de la biodegradación de colorantes presentes en efluentes textiles por basidiomicetos ligninoliticos nativos, con vistas a establecer alternativas para su tratamiento biológico a escala de laboratorio”. El aislamiento y evaluación de 49 cepas de basidiomicetos de la podredumbre blanca, provenientes de ecosistemas cubanos (urbanos y rurales), permitió seleccionar dos cepas pertenecientes a las especies Ganoderma weberianum (B-18) y Trametes maxima MUCL44155 (identificadas mediante taxonomía polifásica) con alta capacidad biodegradativa frente a colorantes de diversa complejidad química. Estas cepas mostraron un comportamiento marcadamente diferente en cuanto a la degradación de los tintes. En Ganoderma weberianum, especie aislada por primera vez en Cuba, juega un papel determinante la biosorción del tinte a la biomasa fúngica y la acción de las isoenzimas lacasa intra y extracelulares, que son inducidas selectivamente de acuerdo a la naturaleza del colorante a degradar. Los reactores de lecho empacado y lecho fluidizado en régimen semi-continuo, con la biomasa de G. weberianum B-18, rindieron porcentajes de decoloración superiores al 70 % para la mayoría de los colorantes y efluentes analizados, con una reducción importante de su toxicidad. Estos resultados indican su pertinencia para el tratamiento de efluentes coloreados. La diversidad de isoenzimas lacasa en este hongo de la podredumbre blanca, justifican su alto poder degradativo y está relacionado con la presencia de al menos cinco genes que codifican para la síntesis de enzimas lacasa. Cuatro de las secuencias aminoacídicas deducidas a partir de los fragmentos de genes secuenciados son novedosas. T. maxima MUCL 44155 en cambio, informada por primera vez para la ciencia su capacidad para degradar colorantes textiles, produce una sola isoforma de lacasa, con independencia del tipo de inductor, la cual desempeña un papel protagónico en la biodegradación de los colorantes. Los crudos enzimáticos con actividad lacasa son estables en las condiciones de pH, temperatura, concentración de colorante y salinidad característicos de los efluentes de la industria textil, lo que permite el empleo de la enzima inmovilizada en el tratamiento de efluentes textiles de diferente naturaleza. El biocatalizador Lac-MANA-Sepharose CL 4B, mostró una elevada retención de la actividad funcional y alta estabilidad operacional frente a tres colorantes diferentes, con porcentajes de decoloración superiores al 95%. Los resultados en su conjunto permiten considerar el tratamiento biológico con biomasas de Ganoderma weberianum (B-18) o el biocatalizador Lac-MANA-Sepharose CL 4B para la degradación de los colorantes como una etapa más en los sistemas de tratamientos tradicionales para reducir la contaminación en los residuales coloreados.