Este blog está asociado a las páginas web de las asignaturas de Microbiología del Grado de Biotecnología y del Grado de Ciencias Ambientales de la UMH.

Aquí se publican los resúmenes de los diferentes trabajos realizados por los alumnos de la asignatura Microbiología Industrial.


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viernes, 29 de mayo de 2015

Biodegradación del 4-bromofenol por Arthrobacter chlorophenolicus A6t en un nuevo diseño del reactor de lecho empaquetado

Biodegradación  del 4-bromofenol por Arthrobacter chlorophenolicus A6t en un nuevo diseño del reactor de lecho empaquetado


El tratamiento de aguas residuales siempre ha supuesto una necesidad en el mundo. Antiguamente, el gasto de agua en una población era pequeño. En la actualidad, con el crecimiento de las poblaciones y las industrias se ha superado la capacidad del medio para depurar las aguas por lo que es necesario tratarlas antes de devolverlas al medio natural. Además existen compuestos, como el 4-bromofenol (se tratará en esta entrada) que no pueden ser degradados naturalmente.


El 4-bromofenol es un compuesto que se aplica para impedir o retrasar la ignición de los materiales combustibles en caso de incendio además, su uso como desinfectante puede liberar al medio ambiente diversos residuos. Este compuesto ha demostrado ser un fuerte contaminante, que incluso puede aparecer de forma natural mediante algas marinas y briozoos porque son productores de compuestos bromofenólicos (es un fenol que tiene en sustituido en para un grupo bromo y un hidroxilo). Por lo tanto, el tratamiento de 4-bromofenol presente en las aguas residuales es esencial antes de su descarga en el medio ambiente.

Partiendo de este hecho, los investigadores utilizaron la bacteria Arthrobacter chlorophenolicus, que en su metabolismo es capaz de degradar 4-bromofenol. Para ello mejoraron el diseño del reactor de lecho empaquetado (se trata de un tipo de reactor en el que se hace pasar un fluido donde los elementos catalíticos están fijos) separándolo en varias secciones. Aquí las partículas fijas eran las diferentes colonias de bacteria Arthrobacter chlorophenolicus y se hizo pasar por ellas una disolución que contenía 4-bromofenol.
Degradación del 4-clorofenol por A. clorophenolicus    

Todas ellas poseían una entrada de oxígeno, debido a que la concentración de este en el reactor afecta a la síntesis de enzimas microbianas y las tasas de crecimiento del microorganismo. Para calcular el rendimiento de la degradación del compuesto bromofenólico, los investigadores tomaron como medida la demanda de oxígeno.
La gráfica representa en el eje de abscisa el tiempo transcurrido del experimento y en ordenada concentración del 4-bromofenol introducido (izquierda) y la demanda de oxígeno por la bacteria para degradar el compuesto (derecho).



 
Asimismo, usaron espuma de poliuretano como material de biosoporte para hacer crecer a Arthrobacter chlorophenolicus por el que pasaba el caudal de aguas residuales que contenía 4-bromofenol.

Este caudal (cantidad de fluido que circula a través de un conducto) lo mantuvieron de forma continua un tiempo dentro del reactor, definido como tiempo de retención (HRT), al que denominaron ciclo. Tras 3-4 ciclos, observaron una disminución en la concentración del sustrato y asumieron que las células habían alcanzado el estado estacionario, existe un equilibrio entre el crecimiento y la muerte de las células de modo que no varía el número total en la población. En los primeros 15 días de operación probaron diferentes concentraciones de oxígeno hasta que encontraron la adecuada para el crecimiento de la bacteria (medido a partir de la demanda de oxígeno).

Después de varios ensayos, descubrieron que las condiciones óptimas para la degradación completa de 4-BP eran de 1000mg/L de 4-bromofenol y 12,5 h de tiempo de retención.
También se obtuvo una degradación de un 98% con una concentración de 1200mg/l de 4-bromofenol con un tiempo de retención de 24h, debido a que las bacterias sufrían inhibición por sustrato con concentraciones superiores.

Esto supuso un avance significativo, porque hasta la publicación de este artículo los experimentos que se habían realizado solo conseguían que Arthrobacter clorophenolicus degradase entre el 60% y el 80% del 4-bromofenol en la disolución.

Referencias:

·       Karolina Nordin,1,2 Maria Unell,3 and Janet K. Jansson2,3. Novel 4-Chlorophenol Degradation Gene Cluster and Degradation Route via Hydroxyquinol in Arthrobacter chlorophenolicus A6. Appl Environ Microbiol. 2005 Nov; 71(11): 6538–6544.



Artículo escogido:

·       Naresh Kumar Sahoo, Pranab Kumar Ghosh and Kannan Pakshirajan. Biodegradation of 4- bromophenol by Arthrobacter chlorophenolicus A6t in a newly designed packed bed reactor. Journal of Bioscience and Bioengineering VOL. 115 No. 2, 182e188, 2013



3 comentarios:

  1. El título lo tenéis duplicado dentro del cuerpo principal.

    Os falta el enlace a la referencia original.

    El tono divulgativo es correcto, pero tenéis sólo un par de enlaces para que los lectores puedan seguri ampliando la información, lo cual es muy poco.

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  2. Además, os falta poner al final a los componentes del grupo.

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  3. El título lo tenéis duplicado dentro del cuerpo principal.

    Os falta el enlace a la referencia original.

    El tono divulgativo es correcto, pero tenéis sólo un par de enlaces para que los lectores puedan seguri ampliando la información, lo cual es muy poco.

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