Biodegradación de poliestireno por microorganismo aislados de un basurero municipal

El poliestireno (PS) es uno de los polímeros termoplásticos más utilizados; debido a su gran resistencia se ha considerado como no biodegradable, existen diferentes tipos de PS, pero uno de los más utilizados es el PS expandido, ya que al ser ligero y resistente es empleado para el empaque y transpo...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: CARLOS JIMENEZ PEREZ
Tipo de recurso: tesis de maestría
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2017
País:México
Institución:Universidad Autónoma Metropolitana
Repositorio:Repositorio Institucional de la UAM Iztapalapa
Idioma:español
OAI Identifier:oai:bindani.izt.uam.mx:db78tc035
Acceso en línea:https://doi.org/10.24275/uami.db78tc035
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:info:eu-repo/classification/LEM/Biodegradable plastics
info:eu-repo/classification/LEM/Polyestyrene -- Degration
info:eu-repo/classification/LEM/Polímeros
info:eu-repo/classification/LEM/Basuras y aprovechamiento de basuras -- Biodegradación
info:eu-repo/classification/LEM/Enterobacteriaceae
info:eu-repo/classification/LEM/Poliestireno -- Degradación
info:eu-repo/classification/LEM/Plásticos biodegradables
info:eu-repo/classification/LEM/Polymers
info:eu-repo/classification/LEM/Enterobacteriáceas
info:eu-repo/classification/LEM/Refuse and refuse disposal -- Biodegradation
info:eu-repo/classification/cti/6
Descripción
Sumario:El poliestireno (PS) es uno de los polímeros termoplásticos más utilizados; debido a su gran resistencia se ha considerado como no biodegradable, existen diferentes tipos de PS, pero uno de los más utilizados es el PS expandido, ya que al ser ligero y resistente es empleado para el empaque y transporte principalmente de alimentos, los cuales son utilizados sólo una vez y desechados. En el año 2006 se reportó que en México se generaron 34.6 millones de toneladas de residuos sólidos urbanos de los cuales el 19% son residuos no aprovechables donde se encuentran todos los productos elaborados con PS. La acumulación de estos residuos genera problemas ambientales y al no haber estrategias adecuadas para su reciclaje o degradación, se han buscado alternativas que sean de bajo costo y amigables con el ambiente, donde una de ellas es la biodegradación de los polímeros sintéticos utilizando microorganismos. En la presente investigación se realizó la evaluación de la biodegradación de dos tipos de PS en forma de cristal y expandido con tres bacterias aisladas de una muestra de PS expandido recolectado en el basurero del municipio de Chimalhuacán, Edo. de México (González-Martínez, 2015), mediante las pruebas de Sturm (monitoreo en la producción de CO2) y la pérdida de peso, además se estudió el efecto del cobre en la producción de lacasa por las bacterias aisladas y su efecto en la biodegradación del PS. Las bacterias utilizadas fueron identificadas por biología molecular realizando la extracción del ADN bacteriano y por medio de la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se realizó la amplificación de la región del ARNr 16S y las secuencias se compararon en el BLAST de la base de datos de la NCBI obteniendo que las bacterias aisladas pertenecen al género de Enterobacter. Identificándolas como: Enterobacter sp. UAMI-C1, Enterobacter sp. UAMI-C2 y Enterobacter sp. C4. Confirmando que pertenecían a la familia de las enterobacterias por características morfológicas (micro y macroscópicas) y también por espectrometría de masas (MALDI-TOF-MS) donde se realiza desorción/ionización de las proteínas obteniendo los espectros de masas comparándolos con una base de datos. La prueba de Sturm se realizó con la bacteria Enterobacter sp. UAMI-C1 y PS cristal. Obteniendo una producción de CO2 de 2.31 mg/ml con una biodegradación del 0.062% a los 15 días. Sin embargo, la producción de CO2 se mantuvo constante después del día 10 del ensayo. Debido a estos resultados se decidió no continuar con los ensayos con las otras enterobacterias. Los resultados obtenidos de la prueba de pérdida de peso en un periodo de incubación de 30 días, mostraron que las tres enterobacterias tenían la capacidad de biodegradar los dos tipos de PS, siendo Enterobacter sp. UAMI-C1 con el 0.39% para los dos tipos de PS y Enterobacter sp. UAMI-C4 con el 0.42% para el PS cristal y de 0.40% para el PS expandido, las que presentaron la mayor pérdida de peso sin tener diferencias ii significativas (α=0.05) entre ellas pero ambas presentaron diferencias con Enterobacter sp. UAMI-C2. Al realizar la determinación de la actividad de la lacasa durante la prueba de biodegradación en los días 5 y 10, no se pudo determinar la actividad. Sin embargo, al adicionar sulfato de cobre (CuSO4) en la mezcla de reacción enzimática de los días 15 y 30, se obtuvo actividad de la lacasa para las tres enterobacterias. De esta manera se demostró que el cobre es un activador de la lacasa. Posteriormente, se evaluó el efecto del cobre en el crecimiento de las enterobacterias y en la producción de la lacasa por medio de cinéticas de crecimiento en medio sintético suplementado con glucosa al 1% (p/v) y CuSO4. En este ensayo, se observó que el cobre no inhibió el crecimiento de las bacterias y se dedujo que la producción de la lacasa estaba asociada al crecimiento. Debido a que el cobre no inhibe el crecimiento de las enterobacterias, se realizaron los ensayos de pérdida de peso suplementándolos con CuSO4. En este caso, se obtuvo una mayor pérdida de peso del PS y con un aumento en la producción de lacasa en comparación con el ensayo sin cobre. Así que, la mayor pérdida de peso se obtuvo con Enterobacter sp. UAMI-C4 con el 0.71% para el PS cristal y del 0.85% con PS expandido y una actividad de lacasa de 9.673 X 10-3 y 9.803 X 10-3 U/ml respectivamente. Por los resultados obtenidos, es posible una relación entre la producción de lacasa y la pérdida de peso de PS.

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