Estudio de los mecanismos de remoción de hexadecano por los cultivos puros y mixtos derivados de un consorcio bacteriano

El objetivo de este trabajo fue determinar los mecanismos de remoción de hexadecano (HXD) empleados por los cultivos puros y mixtos, derivados de un consorcio bacteriano, durante la degradación de HXD. Las cepas bacterianas se aislaron de muestras de un biorreactor de columna de burbujas, operado en...

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Detalhes bibliográficos
Autor: OLIVIA TZINTZUN CAMACHO
Tipo de documento: tese
Estado:Versão publicada
Data de publicação:2012
País:México
Recursos:Universidad Autónoma Metropolitana
Repositório:Repositorio Institucional de la UAM Iztapalapa
Idioma:espanhol
OAI Identifier:oai:bindani.izt.uam.mx:4j03cz93b
Acesso em linha:https://doi.org/10.24275/uami.4j03cz93b
Access Level:Acceso aberto
Palavra-chave:info:eu-repo/classification/LEM/Biotecnología microbiana
info:eu-repo/classification/LEM/Hydrocarbons -- Biodegradation
info:eu-repo/classification/LEM/Hidrocarburos -- Aspectos ambientales
info:eu-repo/classification/LEM/Hydrocarbons -- Environmental aspects
info:eu-repo/classification/LEM/Biotechnology
info:eu-repo/classification/LEM/Biotecnología
info:eu-repo/classification/LEM/Hidrocarburos -- Biodegradación
info:eu-repo/classification/LEM/Microbial biotechnology
info:eu-repo/classification/cti/6
Descrição
Resumo:El objetivo de este trabajo fue determinar los mecanismos de remoción de hexadecano (HXD) empleados por los cultivos puros y mixtos, derivados de un consorcio bacteriano, durante la degradación de HXD. Las cepas bacterianas se aislaron de muestras de un biorreactor de columna de burbujas, operado en ciclos secuenciales de 14 días, con HXD como única fuente de carbono y energía. El biorreactor fue inicialmente inoculado con una suspensión bacteriana aislada de la rizósfera de Cyperus laxus Lam, una planta nativa que crece cerca de una refinería de petróleo en operación en el Estado de Veracruz. Se aislaron cuatro cepas bacterianas y fueron identificadas mediante la secuenciación del gen ribosomal RNAr 16S como: Xanthomonas sp. UAM58, Acinetobacter bouvetii UAM25, Shewanella sp. UAM38 y Defluvibacter lusatiensis UAM86. Los estudios de degradación de HXD se desarrollaron en botellas serológicas (125 mL) con 50 mL de medio mineral salino (MMS), 13 g/L de HXD, y un inóculo de 1x106 UFC/mL. Los cultivos se desarrollaron por triplicado (30°C; 200 rpm; 15 días) realizando un muestreo a los 0, 2, 5, 10 y 15 días de cultivo. Las variables de respuesta analizadas fueron: la concentración de HXD, el crecimiento bacteriano, la hidrofobicidad celular, la capacidad de pseudosolubilización y emulsificación del HXD. Con el propósito de conocer los sistemas enzimáticos involucrados en la oxidación del HXD se investigaron diferentes genes catabólicos mediante PCR. En esta etapa se logró identificar los genes alkB y alkM. Los biosurfactantes se detectaron mediante las siguientes pruebas: tensión superficial, colapso de la gota y desplazamiento de la gota del petróleo. Esta última prueba también fue empleada para determinar, indirectamente, la concentración de biosurfactactantes expresada como equivalentes de Tween 20. Al cabo de 15 días de cultivo se encontró que la capacidad para degradar HXD fue diferente para cada cepa por separado. Se observó que la eficiencia de degradación de HXD fue significativamente mayor para A. bouvetii (72±4%), seguida de Xanthomonas sp. (46±4%) y D. lusatiensis (40±6%). Shewanella sp. no fue capaz de utilizar HXD como única fuente de carbono y energía. Se identificaron los genes que codifican para la alcano monooxigenasa en los cultivos puros y se identificó el gen homólogo alkM en A. bouvetii. Además, A. bouvetii fue la única cepa del consorcio productora de biosurfactantes alcanzando una máxima concentración a los 5 días (0.17 ± 0.03 g/L de equivalentes de Tween 20). Con base en la capacidad de degradación de HXD de los cultivos puros, se diseñaron y evaluaron cuatro cultivos mixtos. Se observó un incremento en la degradación de HXD, particularmente, en los cultivos Xanthomonas sp.+A. bouvetii (74±7%) y el consorcio bacteriano, constituido por las cuatro cepas (79±3%). Los mecanismos de remoción de HXD se evaluaron en el cultivo puro de A. bouvetii, el cultivo mixto integrado por Xanthomonas sp.+A. bouvetii y el consorcio, debido a su alta eficiencia de degradación de HXD. Se consideraron las cinéticas de hidrofobicidad celular, la capacidad de pseudosolubilización y emulsificación de HXD para determinar los mecanismos de remoción. Los resultados indicaron que A. bouvetii empleó tanto el contacto directo como la remoción mediada por biosurfactantes para la degradación de HXD. En el caso de los cultivos Xanthomonas sp.+A. bouvetii y el consorcio bacteriano, ambos mecanismos tomaron lugar; pero la remoción facilitada por biosurfactantes fue predominante al finalizar el tiempo de cultivo. En particular, en el consorcio la emulsificación fue predominante después de los 5 días de cultivo. Por lo tanto, los cambios en la hidrofobicidad celular y el grado de pseudosolubilización o emulsificación, fueron factores clave para la remoción de sustratos hidrofóbicos por los cultivos puros y mixtos evaluados. Además las asociaciones poblacionales entre las cepas del consorcio bacteriano, jugaron un papel importante en los mecanismos de remoción de HXD. Este trabajo es el primer estudio que muestra la capacidad degradadora de hidrocarburos de D. lusatiensis y A. bouvetii. Asimismo, este estudio revela a A. bouvetii como una cepa productora de biosurfactantes. Finalmente, este trabajo contribuye a entender los mecanismos de remoción de hidrocarburos entre cultivos bacterianos puros y mixtos.

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