Obtención de microesferas poliméricas con actividad enzimática para la degradación catalítica de plaguicidas en medio acuoso.
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Date
2019
Authors
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Publisher
Universidad de Concepción
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.
Description
Tesis presentada para optar al grado de Doctor en Ciencias con mención en Química.
Keywords
Plaguicidas, Lacasa, Enzimas Aislamiento y Purificación, Microesferas, Enzimas Inmovilizadas, Producción y Consumo Responsable