Levaduras con potencial de remediación de 2,4,6 -trinitrotolueno (TNT) y evaluación de su capacidad degradativa

Abstract

Plantea evaluar levaduras, aisladas de ambientes mineros, con posible uso potencial en la degradación del TNT. Para ello, un total de 29 cepas de levaduras fueron seleccionadas para la evaluación de tolerancia frente a TNT; de las cuales 5 cepas no manifestaron cambios en el crecimiento celular en concentraciones altas de TNT de hasta en 1500 mg/L, más si un cambio en el patrón morfológico (levadura-hifa-pseudohifa). Luego, las levaduras seleccionadas fueron caracterizadas molecularmente, mediante la amplificación y secuenciación de la región D1/D2 del gen LSU 28S rDNA. A partir del análisis bioinformático y filogenético confirmamos la identidad de las cepas 8TS-500Z, MD3-S1, MD10-A1 y MD10-A3 como Candida orthopsilosis, Candida maltosa, Candida maltosa y Debaryomyces hansenii, respectivamente. Posteriormente, se realizó la evaluación de cada cepa de levadura en la degradación de TNT, como única fuente de nitrógeno, monitoreando la degradación de TNT, el crecimiento celular y la liberación de nitrito. Las cepas Debaryomyces hansenii MD10-A3 y Candida maltosa MD3-S1 lograron valores superiores en el porcentaje de remoción, 71.1±0.5 % y 67.7±2.6 %, respectivamente. Mientras que, las cepas Candida maltosa MD10-A1, Yarrowia lipolytica 9TS-500-1 y Candida orthopsilosis 8TS-500Z presentaron porcentajes de 57±4.1 %, 52.6±1.2 % y 47.4±3.1 %, a correspondencia, durante 84 h de incubación. El análisis de las constantes de velocidad de reacción (k) mediante modelos cinéticos de primer y segundo orden, la tasa específica de crecimiento (μ) y concentración de nitrito liberado durante la remoción de TNT a las 84 h de incubación, identificaron a la cepa Debaryomyces hansenii MD10-A3 como la mejor en eliminación máxima de TNT; debido a una mayor constante de velocidad de reacción k1=0.0159 ± 0.0012 h-1 (r2=0.9735) y crecimiento μ = 0.0136 ± 0.0025 h-1 (r2=0.8724); además de presentar la concentración más alta de nitrito de 2.5 ± 0.18 mg/L a las 84 h de incubación. Después, se utilizó un diseño factorial fraccionado 25-1, para evaluar qué factores influyen en la eficiencia de degradación de TNT por la cepa Debaryomyces hansenii MD10-A3 Los factores seleccionados fueron: glucosa (2.52 - 7.56 g/L), NH4Cl (0 - 0.2 g/L), tween 80 (0.1 - 0.5 %), inóculo inicial (0.3 - 0.7 DO) y pH (4.5 - 7.5). Los análisis ANOVA mostraron como los factores más influyentes, en el porcentaje de remoción de TNT, a glucosa, NH4Cl y pH con valores-P < 0.05. Además, se encontró que el efecto de estos factores en la remoción de TNT puede expresarse adecuadamente mediante un modelo polinómico de primer orden (r2 = 0.998). Finalmente, se validó el modelo determinado en condiciones óptimas, logrando un incremento en la eficiencia de remoción de hasta un 140 % a las 24 horas; además de incrementar su constante de velocidad de remoción en un 132.5 % (k1 = 0.0379).