Obtención de microesferas poliméricas con actividad enzimática para la degradación catalítica de plaguicidas en medio acuoso.

Abstract

Los plaguicidas de uso agrícola son sustancias ampliamente utilizadas para el control de cualquier tipo de plaga que afecte la calidad de los cultivos. Sin embargo, debido a su alta toxicidad y su impacto ambiental, se han propuesto muchos métodos para la degradación de estos compuestos, siendo el tratamiento con enzimas lacasa uno de los más prometedores debido a que es eficiente, rápido y ambientalmente amigable. No obstante, debido a la poca estabilidad de las enzimas libres, para que estas puedan utilizarse en aplicaciones reales deben ser inmovilizadas. Hasta el momento, la inmovilización individual ha demostrado ser exitosa en la biodegradación de contaminantes, sin embargo, existen casos en los que el uso de una sola enzima resulta insuficiente para catalizar una reacción química y se requieren reacciones en cascada o mayor control del pH en las soluciones. En esta misma línea de ideas, una alternativa para superar los inconvenientes mencionados anteriormente y expandir las posibles aplicaciones en un mismo sistema, es la inmovilización de dos o más enzimas (co-inmovilización). El objetivo de este trabajo fue desarrollar un robusto, sustentable y eficiente biocatalizador compuesto por diversas enzimas lacasa co-inmovilizadas sobre un soporte polimérico para su uso en la biodegradación de plaguicidas. Para lograrlo, en primer lugar se llevó a cabo la obtención del soporte, sintetizando microesferas de poli(glicidil metacrilato), con dos tipos de grupos funcionales superficiales (hidrazida y oxirano) y se estudió el efecto del grupo funcional en el soporte sobre la enzima inmovilizada. Una vez seleccionado el mejor soporte para la inmovilización, éste se utilizó en la construcción del primer biocatalizador polimérico compuesto por dos enzimas co-inmovilizadas y se determinó su eficiencia en la degradación del pesticida diazinon, obteniéndose degradaciones del 100 % a los dos valores de pH de máxima actividad. Finalmente, se llevó a cabo la construcción del segundo biocatalizador constituido por tres lacasas co-inmovilizadas. Este sistema se caracterizó y se evaluó en la degradación del pesticida azinfos-metil lográndose la total degradación de este compuesto a los tres valores de pH de máxima eficiencia. De este trabajo, se puede concluir que mediante la co-inmovilización de enzimas lacasa en microesferas poliméricos es posible obtener biocatalizadores que trabajen en un amplio rango de pH, con posibles aplicaciones en la degradación de compuestos recalcitrantes a nivel científico e industrial en el marco de la química verde.