Biotecnología Aplicada a La Degradación de Colorantes de La Industria Textil

Biotecnología aplicada a la degradación de colorantes de la industria textil RESUMEN En este trabajo, además de mencionar algunas tecnologías convencionales, se revisan los reportes donde se han logrado degradar colorantes utilizando métodos biológicos. Una de las ventajas de este tipo de tecnologías es que, además de la decoloración, se puede alca alcanz nzar ar la comp comple leta ta mine minera rali liza zaci ción ón del del colo colora rant nte. e. Exis Existe te un gran gran nme nmero ro de microorganismos con la capacidad de eliminar el color de las aguas residuales mediante mecanismos como! la biosorción, la biodegradación aeróbica o anaeróbica " la producción de enzimas que catalizan la decoloración. Una de las aplicaciones de la biotecnología es la gene generac ración ión de nueva nuevas s cepas cepas microb microbian ianas, as, éstas éstas pued pueden en const constitu ituir ir la base base de tecnolo tecnologías gías novedosas novedosas para la remedia remediación ción de compues compuestos tos xenobió xenobióticos ticos que no son #ácilmente degradados con los métodos convencionales.

Palabras clave: Biodegradación, colorantes azo, ineralización!  "N#R$%U&&"'N $entro de los compuestos xenobióticos, los colorantes de tipo azo son de importancia debido a que son ampliamente utilizados en di#erentes tipos de industrias, como la textil. $urante los procesos de te%ido, se desechan ciertas cantidades de colorantes que son vertidos en las aguas residuales & Soares et al! ()))*! 'a biodegradación de colorantes se lleva lleva a cabo cabo median mediante te distin distintos tos proces procesos. os. (e pued pueden en utiliz utilizar ar cultiv cultivos os mixtos mixtos que que contengan contengan dos grupos generales de especies, el primero con#ormado con#ormado por organismos organismos que no parti particip cipan an en la degra degrada dació ción n del del colora colorante nte,, pero pero que que estab estabili ilizan zan el conso consorci rcio o micr microb obia iano no,, " un segu segund ndo o grup grupo o que que incl inclu" u"a a a las las espe especi cies es invo involu lucr crad adas as en el rompimiento del grupo #uncional de la molécula " la trans#ormación de los productos metabólicos resultantes. )tra manera de llevar a cabo la biodegradación es mediante microorganismos aislados que son capaces de degradar los colorantes. +andelbauer -

.uebitz ())/*! M0todos de trataientos *ás de diez mil di#erentes tipos de pigmentos " colorantes sintéticos son usados en di#erent di#erentes es industria industrias s como la textil, textil, papelera papelera,, cosmétic cosmética, a, #armacé #armacéutic utica, a, entre entre otras. otras. $ependiendo del tipo de colorante, se estima que del + al -  de estos compuestos se desechan desechan en las aguas residuales residuales " se consideran como contaminantes persistentes que no pueden removerse con los métodos convencionales de tratamiento de aguas, debido a que presentan estructuras complejas " a su origen sintético +u1ad et al! ())23 %ías et al! ())43 %os Santos et al! ())4*! Existen muchos métodos para el tratamiento de aguas residuales contaminadas contaminadas con colorantes. colorantes. (e inclu"en algunas tecnologías tecnologías recientes como la #iltración por membrana " los procesos #otoquímicos. Estos métodos se aplican de manera e#iciente " se encuentran disponibles comercialmente. /lgunas tecnologías son altamente especí#icas, con costos elevados, no se aplican para una amplia variedad de colo colora rant ntes es " no resu resuel elve ven n el prob proble lema ma de la deco decolo lora raci ción ón +u1ad +u1ad et al! ())23

5n6ane7ulu et al! ())/*!

M0todos biológicos para el trataiento de las aguas residuales de la industria textil El término bioremediación abarca una amplia variedad de procesos como la bioabsorción, la biodegradación &aerobia o anaerobia0 " métodos enzimáticos. 1ara la decoloración, los reactores pueden contener cultivos mixtos, organismos aislados o enzimas aisladas

+andelbauer - .uebitz ())/*! Biosorción  /l proceso que utiliza a la biomasa, se le conoce como biosorción2 en este proceso la decoloración se alcanza por la saturación " posterior biosorción del colorante sobre las células, ocurriendo esto con o sin biodegradación del contaminante. /lgunas especies de bacterias " hongos han sido reportadas por su capacidad para remover colorantes utilizando el proceso de adsorción. /l respecto &1en et al! +8999* reportan la decoloración de una solución del colorante azo &rojo 3450, utilizando una cepa de 1roteus mirabilis, que #ue aislada de lodos provenientes de una planta de tratamiento de aguas residuales2 el porcentaje de decoloración #ue entre 67 " 68 , debido al proceso de biosorción de estas células bacterianas. 9ambién se puede lograr la eliminación del color  mediante biosorción usando células de hongos +u - ;irarag1avan ())(3 andelsan ())23 National 5cade7 oD Science ())4*! En la actualidad se cuentan con las herramientas moleculares que permiten aislar, modi#icar " caracterizar el /$5 de cualquier organismo, con lo que se puede estudiar la diversidad bacteriana a pesar de no poder cultivar la ma"oría de las bacterias de un ambiente particular. El estudio de la diversidad bacteriana con estas técnicas ha permitido obtener  in#ormación sobre la composición " estructura de las comunidades bacterianas, así como establecer el e#ecto de los #actores ambientales sobre la biodiversidad. Esta herramienta puede aplicarse en el desarrollo de tecnologías para el tratamiento de aguas residuales. El análisis del metagenoma ha permitido la caracterización #ilogenética de la diversidad microbiana, la caracterización de nuevos genomas " de nuevas vías metabólicas, la identi#icación de mecanismos biológicos de resistencia a compuestos contaminantes " el descubrimiento de nuevas enzimas " biopolímeros +Escalante?ozada et al! ())2*!

%"S&US"'N 'a eliminación de los colorantes de los e#luentes de la industria textil representa un gran reto ambiental. Existen numerosas tecnologías para el tratamiento de aguas residuales de la industria textil pero, por la complejidad de la composición de estas aguas, generalmente se tiene que utilizar dos o más estrategias para lograr la remoción de los contaminantes.

'a industria textil consume grandes volmenes de agua en sus procesos, por lo que es importante la bsqueda de tecnologías que permitan el reciclaje del agua residual, o bien, que permitan que el agua pueda ser vertida sin que perjudique al ambiente. 'os procesos biológicos son una opción para el tratamiento de e#luentes contaminados. ;on este objetivo, se han obtenido cepas aisladas de entornos contaminados que, por adaptación, han desarrollado la capacidad de biodegradar los contaminantes presentes. 9ambién se ha conseguido identi#icar las enzimas involucradas en la degradación de colorantes " desarrollar tecnologías utilizando dichas enzimas.