Evaluación técnica de la exposición del Tereftalato de Polietileno (PET) a la acción de cepas microbianas y/o extractos enzimáticos a nivel de laboratorio con fines de degradación

Abstract

El Tereftalato de polietileno (PET) es un plástico utilizado comúnmente en la industria textil y de empaques. Actualmente es uno de los residuos posconsumo más contaminantes del mundo debido a que tarda siglos en degradarse en el ambiente. Como consecuencia de lo anterior, en la presente investigación se realizó la evaluación de la degradación del PET tras la exposición de éste a la acción de cepas microbianas y/o extractos enzimáticos. Se determinaron las condiciones fisicoquímicas que favorecieron el crecimiento de Penicillium spp, Aspergillus nidulans y Streptomyces spp, además de la producción de proteína con actividad esterasa a partir de estas cepas, encontrándose que Aspergillus nidulans presentó la mayor productividad de biomasa y la mayor actividad enzimática esterasa a nivel de matraz (0.047 g/L-h y 2.14 U/mL), y biorreactor (0.18 g/L-h, 36.7 U/mL). Tras la presencia del PET en crecimiento de Aspergillus nidulans, se encontró que éste posee la capacidad de metabolizar el ácido tereftálico (TPA), por lo que la estrategia de degradación del material abordada fue a través de la exposición a sus extractos enzimáticos durante 144 horas, hallándose que para el PET en láminas de 0.5 cm, la concentración de TPA en el medio fue 0.056 ppm, con una pérdida de peso del material inferior al 1%. Finalmente, se determinó que el pretratamiento de reducción del tamaño del PET a 177 µm, aumentó la concentración de TPA a 0.062 ppm, además de reflejar una pérdida de peso del material aproximadamente del 6.0%. Con esta investigación se logró obtener enzimas hidrolíticas con capacidad de degradar el PET en monómeros básicos como el TPA, además de identificar la reducción del tamaño de este material como un pretratamiento físico que potencia su degradación. (Tomado de la fuente)

Polyethylene terephthalate (PET) is a plastic commonly used in the textile and packaging industries. It is currently one of the most polluting post-consumer waste in the world because it takes centuries to degrade in the environment. Because of this, the present study evaluated PET degradation under exposure of the material to the action of microbial strains and/or enzymatic extracts. Physicochemical conditions enhancing the growth of Penicillium spp, Aspergillus nidulans and Streptomyces spp were determined, as well as the protein production showing esterase activity from these strains. It was found that Aspergillus nidulans showed the highest biomass productivity and the highest esterase enzymatic activity at the flask level (0.047 g/L-h and 2.14 U/mL), and bioreactor (0.22 g/L-h, 36.7 U/mL). When PET was present in cultivations of Aspergillus nidulans, it was found that this microorganism has the capacity to metabolize terephthalic acid (TPA), thus, the preferred PET degradation strategy was through exposing the material to enzymatic extracts for 144 hours. It was found that for PET cut in 0.5 cm sheets, the TPA concentration in the medium was 0.056 ppm, with a material weight loss less than 1%. Finally, it was observed that reducing PET size to 177 µm, increased the TPA concentration to 0.062 ppm, as well as yielding a material weight loss of 6.0%. In this research, it was possible to obtain hydrolytic enzymes capable of degrading PET into its basic monomers such as TPA, in addition to observing that reducing material size, as a physical pretreatment, enhances its degradation.