Comparación de la cinética de decoloración de índigo carmín utilizando diferentes sistemas de inmovilización de enzimas extracelulares de Trametes versicolor

Abstract

En el presente trabajo se evaluó la cinética de decoloración del colorante índigo carmín utilizando enzimas extracelulares de Trametes versicolor inmovilizadas en diferentes soportes. Se probaron diferentes medios de cultivo para el crecimiento de Trametes versicolor, el mejor medio de cultivo fue el 12 (Concentración de proteína de 2.54 mg/L, AEEL de 12.89 kU/mg proteína y AEEP de 5.48 kU/mg proteína), concentrado por ultrafiltración con una membrana de 1 kDa. Las enzimas ligninolíticas presentes en el concentrado enzimático fueron inmovilizadas en 5 sistemas diferentes: 1 (Sílica amorfa comercial, enlace covalente), 2 (Sílica a partir de TEOS, enlace covalente), 3 (mismo soporte que 2, enlace covalente vía tioles), 4 (quitosano, reticulación) y 5 (Alginato-quitosano, encapsulación). La decoloración del IC (100 ppm) con los sistemas 1A, 1B, 1C, 2, 3, 4, 5 y la enzima libre, se llevó a cabo en 7, 24, 6.3, 84, 97, 6.7, 34 y 5.7 h respectivamente; además se cuantificaron los ciclos de uso, de los biocatalizadores, siendo el sistema 1C el que presentó mas (45 ciclos en 4 meses). También se analizaron las propiedades bioquímicas del conjunto de enzimas presentes en el concentrado enzimático de Tv. como el efecto de pH y temperatura, observándose en los sistemas 1A y 1C hubo un incremento en el rango de pH en el cual se lleva a cabo la decoloración, de 2-12, los diferentes sistemas probados fueron menos vulnerables a los cambios de temperatura que a los cambios de pH, el sistema 1A mostró mayor estabilidad térmica. Con los sistemas de inmovilización se afectó la afinidad del sustrato al sitio activo, obteniéndose valores de KG superiores a los del CE, pero se conservó la afinidad suficiente para llevarse a cabo la decoloración. Los productos de decoloración del índigo carmín con las enzimas inmovilizadas no fueron fitotóxicos por lo que este tipo de sistemas podría utilizarse para remover índigo carmín de los efluentes textiles industriales y aprovecharse el agua residual. El sistema más prometedor fue el sistema 1C, tuvo la mayor cantidad de actividad lacasa retenida, decoloró en un rango de pH de 2-12, aumentó su temperatura óptima y amplió el rango de temperatura (50 – 80 ºC), degradando IC en 45 ciclos de uso en 4 meses; mantuvo 98.2% de su AEEL después de 16 semanas de almacenamiento a 4 ºC. Este sistema decoloró hasta 1600 ppm de IC en 5 días.