Publicación: Estandarización del cultivo de Entonaema liquescens para la obtención de un bioformulado con potencial en la degradación de aceite lubricante usado
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Resumen en español
RESUMEN: Los aceites lubricantes usados son considerados residuos peligrosos por su composición química compleja (hidrocarburos) y la presencia de metales pesados como: cromo, cadmio, arsénico y plomo que se adhieren a este durante su paso por el motor. En Colombia se consumen aproximadamente 50 millones de galones de este tipo de aceites al año, de los cuales solamente entre el 30 al 40% son reutilizados, lo que convierte al restante 60 a 70% en un potencial contaminante debido a las inadecuadas prácticas de disposición asociadas a fuentes de agua, alcantarillado, sistemas de drenaje y vertimientos al suelo. Para dar solución a esta problemática se han planteado diversas alternativas, las cuales abarcan en su gran mayoría tratamientos físicos poco eficientes por la necesidad que se tiene de tratar posteriormente los residuos extraídos de las zonas afectadas. La biorremediación por su parte se muestra como una gran alternativa, ya que al contrario de los tratamientos físicos es capaz de remover esta clase de compuestos directamente, disminuyendo de esta forma su movilidad e impacto sobre el medio ambiente. Estudios realizados por el semillero de Biotecnología Ambiental de la Universidad EIA resaltan el potencial del hongo Entonaema liquescens en procesos de degradación de aceites lubricantes usados, el cual ha sido capaz de degradar hasta concentraciones del 25% V/V de dicho compuesto, presentándose como una alternativa novedosa ya que no se tiene conocimiento del uso de este microorganismo en aplicaciones biotecnológicas. Sin embargo, aunque se han identificado los factores que mayor influencia tienen en el proceso de degradación, todavía se desconocen las condiciones óptimas bajo las cuales el hongo es capaz de alcanzar su mayor rendimiento de degradación, razón por la cual el presente estudio buscó estandarizar el cultivo de Entonaema liquescens para la obtención de un bioformulado con potencial en la degradación de aceite lubricante usado. Para llevar a cabo este proceso se planteó primero la evaluación de tres variedades de papa: Capira, (Solanum tuberosum), Criolla (Solanum phureja) y Nevada (Solanum tuberosum); esto como punto de partida para definir los componentes del medio de cultivo a trabajar. Partiendo del sustrato seleccionado por la mayor obtención de biomasa (Capira) se realizó un diseño para optimizar los factores más influyentes en el proceso de degradación según estudios previos: concentración de glucosa (0, 5, 10 y 15 g/L) y concentración del aceite (15, 20 y 25 %V/V). Posteriormente se realizó un análisis cualitativo del aceite por FTIR, un análisis de degradación de hidrocarburos totales de petróleo (TPH) con el fin de conocer el porcentaje de degradación posterior a cada tratamiento, además de una caracterización de la actividad enzimática lipasa y pruebas de emulsificación para comprobar la producción de biosurfactantes por parte de E. liquescens. Finalmente, los resultados encontrados sugieren la ausencia de un cometabolismo a bajas concentraciones de aceite, punto en el cual se encontró la combinación óptima de los factores (15 %: 0 g/L Aceite:Glucosa), alcanzando un 41% de degradación de TPH. Además, se comprobó la producción de enzimas tipo lipasa y biosurfactante mediante las técnicas empleadas.
Resumen en inglés
ABSTRACT: Used lubricating oils are considered hazardous waste due to their complex chemical composition (hydrocarbons) and the presence of heavy metals such as: chromium, cadmium, arsenic, and lead that adhere to it during its passage through the engine. In Colombia, approximately 50 million gallons of this type of oil are consumed per year, of which only 30 to 40% are reused, which makes the remaining 60 to 70% a potential pollutant due to inadequate disposal practices associated with sources of water, sewers, drainage systems and discharges to the ground. To solve this problem, various alternatives have been proposed, which mostly include inefficient physical treatments due to the need to subsequently treat the waste extracted from the affected areas. Bioremediation for its part is shown as a great alternative, since unlike physical treatments it can remove this class of compounds directly, thus reducing their mobility and impact on the environment. Studies carried out by the Environmental Biotechnology seedbed of the EIA University highlight the potential of the fungus Entonaema liquescens in degradation processes of used lubricating oils, which has been able to degrade to concentrations of 25% V/V of said compound, presenting itself as a novel alternative since there is no knowledge of the use of this microorganism in biotechnological applications. However, although the factors that have the greatest influence on the degradation process have been identified, the optimal conditions under which the fungus can achieve its highest degradation performance are still unknown, which is why the present study sought to standardize the culture of Entonaema liquescens to obtain a bioform with potential in the degradation of used lubricating oil. To carry out this process, the evaluation of three potato varieties was first proposed: Capira, (Solanum tuberosum), Criolla (Solanum phureja) and Nevada (Solanum tuberosum); this as a starting point to define the components of the culture medium to work with. Starting from the selected substrate for the highest biomass production (Capira), a design was carried out to optimize the most influential factors in the degradation process according to previous studies: glucose concentration (0, 5, 10 and 15 g/L) and concentration oil (15, 20 and 25 %V/V). Subsequently, a qualitative analysis of the oil was carried out by FTIR, a degradation analysis of total petroleum hydrocarbons (TPH) to know the percentage of degradation after each treatment, in addition to a characterization of the lipase enzymatic activity and emulsification tests. to check the production of biosurfactants by E. liquescens. Finally, the results suggest the absence of a cometabolism at low concentrations of oil, at which point the optimal combination of factors was found (15 %: 0 g/L Oil:Glucose), reaching a 41% degradation of TPH. In addition, the production of lipase and biosurfactant-type enzymes was verified by the techniques used.