Capacidad degradativa de plásticos del hongo pudridor de madera Bjerkandera adusta

Abstract

En los últimos años la contaminación por plásticos sintéticos ha crecido exponencialmente y ha alcanzado los más diversos ecosistemas, por lo que se hace necesario buscar alternativas urgentes para su (bio)degradación. Los hongos de pudrición blanca de la madera tienen una eficiente capacidad de degradación de polímeros naturales a través de la producción de enzimas extracelulares, lo que los hace de interés para el tratamiento de residuos industriales, como los plásticos. Por lo anterior, el objetivo de este estudio fue evaluar la capacidad de biodegradación de diferentes tipos de plásticos por una cepa nativa del hongo Bjerkandera adusta, bajo condiciones de cultivo sólido y líquido, determinando su potencial para la biorremediación de plásticos. Los plásticos tratados con B. adusta fueron: Polietileno de baja densidad (LDPE), poli (adipato co-tereftalato de butileno) (PBAT), policloruro de vinilo (PVC), Nitrilo, polietileno (PE) y polipropileno (PP). En medio sólido (agar- papa-dextrosa) los plásticos tratados con B. adusta por 40 días mostraron una eficiente colonización y una pérdida de peso que siguió la tendencia PVC > PBAT > LDPE >Nitrilo > PE, con una reducción máxima de 43,8 % en PVC. Los análisis espectroscópicos (FT-IR), termogravimétricos (TGA) y de microscopía electrónica de barrido (SEM), demostraron la biodegradación y/o modificación provocada por B. adusta en los plásticos, con cambios en algunos grupos funcionales y en la estabilidad térmica, además de perforaciones importantes en la superficie de los polímeros, principalmente en PVC y PBAT. En medio líquido (papa dextrosa), los plásticos tratados durante 40 días con el hongo mostraron una eficiente colonización, pero con una pérdida de peso máxima (9,23%) 5 veces menor que la obtenida en medio sólido, siguiendo la misma tendencia anterior (PVC > PBAT > LDPE). En medio líquido, se analizó la producción de enzimas extracelulares por B. adusta, detectándose actividad de peroxidasa, principalmente en presencia de PVC y LDPE, aunque no de lacasa. Los análisis de SEM revelaron la presencia de perforaciones en la 11 superficie de los plásticos, principalmente en PVC y PBAT. Los resultados indican que B. adusta es una especie prometedora para degradar plásticos, principalmente del tipo PVC en medio de cultivo sólido. Otras condiciones de tratamiento deberían ser probadas buscando mejorar las variables aquí analizadas.

In recent years, synthetic plastic pollution has grown exponentially and reached the most diverse ecosystems, so it is necessary to look for urgent alternatives for (bio)degradation. White wood-root fungi have an efficient ability to degrade natural polymers through the production of extra-cellular enzymes, which makes them of interest for the treatment of industrial waste, such as plastics. Therefore, the objetive of this study was to evaluate the biodegradation capacity of different types of plastics by a native strain of the Bjerkandera adusta fungus, under solid and liquid culture conditions, determining its potential for plastics bioremediation. Plastics treated with B. adusta were low-density polyethylene (LDPE), poly (butylene co-tereftalate adipate) (PBAT), polyvinyl chloride (PVC), nitrile, polyethylene (PE) and polypropylene. (PP). In solid medium (potato-dextrose agar) plastics treated with B. adusta for 40 days showed efficient colonization and weight loss that followed the trend PVC > PBAT > LDPE > Nitrile > PE, with a maximum reduction of 43.8% in PVC. Spectroscopic (FT-IR), thermogravimetric (TGA) and scranning electron microscopy (SEM) analyses demonstrated the biodegradation and/or modification caused by B. adusta in plastics, with changes in some functional groups and in thermal stability, as well as important perforations on the surface of the polymers, mainly in PVC and PBAT. In liquid medium (potato-dextrose), plastics treated for 40 days with the fungus showed efficient colonization, but with a maximum weight loss (9.23%) 5 times lower than obtained in solid medium, following the same previous trend (PVC > PBAT > LDPE). In liquid medium, the production of extra-cellular enzymes by B. adusta was analyzed, with peroxidase activity being detected, mainly in the presence of PVC and LDPE, but not lacase. SEM analyses revealed the presence of perforations on the surface of plastics, mainly in PVC and PBAT. The results indicate that B. adusta is a promising species for 12 degrading plastics, mainly of the type PVC in the middle of solid cultivation. Other treatment conditions should be tested seeking to improve the variables analyzed here.