La biotecnología en el impacto ambiental y su aplicación en el Perú

Los microorganismos tienen una amplia versatilidad bioquímica; juegan un papel importante en el ambiente debido a que reciclan la materia a través de los ciclos biogeoquímicos. Esta capacidad ha sido explotada en el manejo del impacto ambiental desde hace varios años, gracias a las tecnologías de biorremediación, las cuales se han perfilado en todo el mundo como una alternativa muy atractiva para la limpieza de suelos y ambientes acuíferos contaminados.La ventaja más importante de la biorremediación es que los contaminantes orgánicos pueden ser realmente transformados y algunos de ellos completamente mineralizados. Comparada con otras tecnologías, la biorremediación es segura y económica, ya que después del tratamiento los suelos pueden ser reutilizados para el crecimiento de plantas.Un gran número de tecnologías de biorremediación y productos microbianos que han sido aplicados y comercializados exitosamente en países desarrollados, han encontrado obstáculos para ser aplicados en el Perú. Buscar estrategias para estimular la actividad biodegradativa de los microorganismos autóctonos es uno de los tantos retos, pero, al mismo tiempo, representa una gran oportunidad para el desarrollo de proyectos de investigación que puedan ser llevados al campo

Cellulase production by cell immobilization for the treatment of industrial effluents lignocellulose

El tratamiento de efluentes industriales altamente contaminantes requiere de nuevas alternativas tendientes a la disminución de costos y la mayor factibilidad para ser adoptadas por el respectivo sector industrial. La bioconversión enzimática de los residuos lignocelulósicos se constituye en una alternativa promisoria para la descontaminación de este tipo de efluentes a favor de nuestros ecosistemas. La inmovilización de microorganismos industriales en la producción biotecnológica de enzimas significa un aumento en la producción, facilidad en las operaciones unitarias y disminución de costos. La búsqueda de nuevos medios de cultivo para obtener productos biotecnológicos deseados como la celulasas es también vital para elevar el nivel de producción de estos compuestos. Los objetivos planteados fueron inmovilizar esporas y evaluar la producción de celulasas en los diferentes medios de cultivo a base de bagazo de caña. Para inmovilizar se utilizo agar al 2, 4 y 6 % como soportes. La incorporación del microorganismo se realizo en forma de esporas (106/mL) diluidas en Tween 80 al 0.1% en solución salina fisiológica a 45ºC en las soluciones de agar a la misma temperatura. Se utilizo la técnica de microgoteo sobre aceite vegetal a 4ºC para formar esferas. Se diseño un modelo de biorreactor de tanque agitado, donde se ensayó medios de cultivo inductores compuestos de bagazo de caña seco (4-6% humedad, 60 Mesh) como fuente de carbono al 4, 8, 16%, sulfato de amonio 0.1; 0.2 y 0.3%, sulfato de magnesio al 0.5; 1 y 2%, bifosfato de potasio al 0.1, 0.2 y 0.3% y solución salina fisiológica al 0.9% como diluyente final. Se incubó 25 ºC, agitados con 100cc de aire/min por 5 días. Se evaluó la actividad celulolítica sobre celulosa microcristalina midiendo la liberación de glucosa espectrofotométricamente durante los 5 días de incubación. Los resultados demuestran la efectividad de los tres sistemas de inmovilización; sobresaliendo el sistema formado por agar al 2%, debido a la mayor densidad microbiana alcanzada en la superficie de las esferas. Los sistemas al 4 y 6% mostraron menor densidad microbiana sobre las superficies de las esferas, debido a la dificultad de las esporas para germinar dentro del agar. El medio compuesto por bagazo de caña al 4%, sulfato de amonio 0.1%, sulfato de magnesio al 0.5% y bifosfato de potasio al 0.2% induce mayor actividad celulolítica a los 3 días de fermentación con Aspergillus niger.Industrial effluent treatment requires highly polluting alternatives designed to lower costs and greater feasibility for adoption by the respective industrial sector. Enzymatic bioconversion of lignocellulosic waste constitutes a promising alternative for the decontamination of such effluents on behalf of our ecosystems. The immobilization of microorganisms in industrial biotechnological production of enzymes is an increase in production, ease of unit operations and reduced costs. The search for new culture media for biotechnology products desired as cellulase is also vital to raise the level of production of these compounds. The objectives were immobilized spores and assessing the production of cellulases in different culture media based on sugarcane bagasse. Agar was used to immobilize the 2, 4 and 6% as carriers. The addition of the microorganism was carried out in the form of spores (106/mL) diluted in 0.1% Tween 80 in physiological saline at 45 ° C in agar solutions at the same temperature. Technique was used on vegetable oil droplet at 4 ° C to form spheres. Model was designed a stirred tank bioreactor, where culture media was tested compounds induce dry bagasse (4-6% moisture, 60 Mesh) as a carbon source to 4, 8, 16%, ammonium sulfate 0.1; 0.2 and 0.3%, magnesium sulfate 0.5, 1 and 2% potassium diphosphate 0.1, 0.2 and 0.3% and saline 0.9% as final diluent. Incubated 25 º C, agitated with 100 cc air / min for 5 days. Cellulolytic activity was evaluated on microcrystalline cellulose by measuring spectrophotometrically the release of glucose during the 5 days of incubation. The results demonstrate the effectiveness of the three systems of detention, projecting the system consisting of agar to 2% due to increased microbial density achieved on the surface of the spheres. Systems to 4 and 6% showed lower microbial density on the surfaces of the spheres, due to the difficulty of the spores to germinate within the agar. The medium composed of sugar cane bagasse to 4%, 0.1% ammonium sulfate, magnesium sulfate 0.5% and potassium dihydrogenphosphate 0.2% higher cellulolytic activity induced by 3 days of fermentation With Aspergillus niger

Correlación del potencial óxido reducción y la población bacteriana durante el estudio de biolixiviación de sulfuros de cobre

The correlactionship of bacterial population and oxidation-reduction potential in the bioleaching of sulfuric minerals by bacterial strain of Aciditiobacilus Ferrooxidans isolated from acid mine effluent was studied. The solubilization of copper and gold release from a mineral with sulphides exceeding 80% was evaluated. The experimental variables were: Pulp density at 1, 2 and 6% (W/V), concentration of ferrous sulfate as part of the 9k medium of 0, 3, 6, 9 and 15 gr/L.; maintaining constant temperature and pH. The tests were carried out in three consecutive stages, starting with inoculum containing 7.05x107 Cell/mL and then the one obtained in each previous stage, observing the variation in the periods of adaptation and growth. In the first stage the maximum bacterial density reached in 24 days was 4.75x107 Cell/mL with 6 g/L of ferrous sulfate. In the second stage a maximum density of 6.30x107 Cell/mL was obtained without the addition of ferrous sulfate. In the third stage the bacterial density reached 4.51x107 Cell/mL, with exponential growth starts at approximately 13, 8 and 3 days, respectively. Bacterial strains are successfully adapted in different media containing varying amounts of iron and sulfuric minerals, regardless of iron sulfate as part of the bacterial substrat.Se estudio la correlación de las variables población bacteriana y potencial de óxido reducción (ORP) en la biolixiviación de minerales sulfurados mediante cepa bacteriana de Acidithiobacilus Ferrooxidans aisladas a partir de efluente ácido de mina, buscando la solubilización del cobre y la liberación del oro presente en un mineral con sulfuros superior a 80%. Las variables de experimentación fueron: La densidad de pulpa a 1, 2 y 6 % (W/V), concentración de sulfato ferroso como parte del medio 9k de 0, 3, 6, 9 y 15 gr/L; manteniendo constante la temperatura, agitación del medio y el pH. Los ensayos se realizaron en tres etapas consecutivas, iniciándose con inoculo conteniendo 7.05x107 Cel/mL y luego, la obtenida en cada etapa previa, observándose la variación en los periodos de adaptación y crecimiento. En la primera etapa la máxima población bacteriana alcanzada fue de 4.75x107 Cel/mL en 24 días con 6 g/L de sulfato ferroso. En la segunda etapa se obtuvo una máxima densidad de 6.30x107 Cel/mL sin la adición de sulfato ferroso. En la tercera etapa la densidad bacteriana alcanzada fue de 4.51x107 Cel/mL., con inicios de crecimiento exponencial aproximadamente a los 13, 8 y 3 días, respectivamente. Las cepas bacterianas fueron adaptadas satisfactoriamente en distintos medios conteniendo cantidades variadas de hierro y minerales sulfurados, dando mejores resultados sin la adición de sulfato ferroso

Biolixiviación de cobre a partir de minerales sulfurados con altos tenores de pirita y arsenopirita

The study was carried out with isolated strains of acid drainage and consisted of processing of highly mineralized copper sulphides that mainly contained 45.30% pyrite and 13.12% arsenopyrite. Bioleaching was carried out in 500 ml flasks, where 300 ml of 9k medium, 30 ml of bacterial inoculum (10% V / V) of 7.05x107 Cell / ml and various amounts of FeSO4.7H2O were added. The pH was regulated to 1.8 and they were subjected to platform agitation with 150 RPM at ambient temperature of 20 ° C on average. The tests were carried out in three successive stages at different concentrations of ferrous salt. In the first stage, 72.64% copper was obtained with 6 g / l of FeSO4.7H2O in 22 days. In the second stage, 85.6% of copper was achieved in the absence of the ferrous salt. Greater bacterial growth was also achieved with 15 g / l FeSO4.7H2O and 25.62% copper recovery in 24 days of leaching; In addition, the existence of a direct relationship between the increase in bacterial density and the recovery of copper from the sulphided mineral is determined. In the third stage, 89.38% of copper is recovered in the absence of the ferrous salt and in just 20 days of bioleaching.El estudio fue realizado con cepas aisladas de drenaje ácido y consistió en procesamiento de sulfuros de cobre de alta mineralización que contenían principalmente 45.30 % de pirita y 13.12 % de arsenopirita. La biolixiviación fue realizada en matraces de 500 ml, donde se agregaron 300 ml de medio 9k, 30 ml de inóculo bacteriano (10% V/V) de 7.05x107 Cell/ml y diversas cantidades de FeSO4.7H2O. Se reguló el pH a 1.8 y se sometieron a agitación en plataforma con 150 RPM a temperatura ambiental de 20°C en promedio. Los ensayos se realizaron en tres etapas sucesivas a diferentes concentraciones de sal ferrosa. En la primera etapa se obtuvo 72.64 % de cobre con 6 g/l de FeSO4.7H2O en 22 días. En la segunda etapa se logró 85.6 % de cobre en ausencia de la sal ferrosa, también se logra mayor crecimiento bacteriano con 15 g/l FeSO4.7H2O y 25.62 % de recuperación de cobre en 24 días de lixiviación; además, se determina la existencia de una relación directa entre el incremento de la densidad bacteriana y la recuperación de cobre a partir del mineral sulfurado. En la tercera etapa se logra recuperar 89.38% de cobre en ausencia de la sal ferrosa y en tan solo 20 días de biolixiviación

La biotecnología en el impacto ambiental y su aplicación en el Perú

Los microorganismos tienen una amplia versatilidad bioquímica; juegan un papel importante en el ambiente debido a que reciclan la materia a través de los ciclos biogeoquímicos. Esta capacidad ha sido explotada en el manejo del impacto ambiental desde hace varios años, gracias a las tecnologías de biorremediación, las cuales se han perfilado en todo el mundo como una alternativa muy atractiva para la limpieza de suelos y ambientes acuíferos contaminados. La ventaja más importante de la biorremediación es que los contaminantes orgánicos pueden ser realmente transformados y algunos de ellos completamente mineralizados. Comparada con otras tecnologías, la biorremediación es segura y económica, ya que después del tratamiento los suelos pueden ser reutilizados para el crecimiento de plantas. Un gran número de tecnologías de biorremediación y productos microbianos que han sido aplicados y comercializados exitosamente en países desarrollados, han encontrado obstáculos para ser aplicados en el Perú. Buscar estrategias para estimular la actividad biodegradativa de los microorganismos autóctonos es uno de los tantos retos, pero, al mismo tiempo, representa una gran oportunidad para el desarrollo de proyectos de investigación que puedan ser llevados al campo

Selección evaluación de microorganismos nativos con potencial antagonista de Rhizoctonia solani y Phythopthora infestans promotores del crecimiento de tuberculillos de papa Solanum tuberosum L. in vitro

World agricultural production of potatoes and Andean tubers has been seriously affected by pests and diseases, estimated losses of around 20 to 25 percent. For this reason farmers use synthetic fungicides that can cause resistance to pesticides and generate environmental pollution and toxicity; this problem forced to finding other effective and not harmful alternative methods to combat these pathogens. With respect to potatoes, the fungus Phytophthora infestans is responsible for rancha or late blight (Mont. De Bary) brings estimated at about three billion dollars in annual losses in developed countries, as well as being most responsible for substantial annual expenses by applying fungicides in farming. The objective of the present investigation was to design a biotechnological production process of bacterial biofertilizers from the selection of bacterial strains, in which they managed to isolate and recognition of 4 strains of Azotobacter sp., 2 strains of Azospirillum sp., 7 strains of Bacillus sp.,, 5 of Pseudomonas fluorescens and 2 of Bulkhoderia sp.; these with phosphorus solubilizing activity, nitrogen fixation and antagonist pathogenic fungi; where strains Bacillus sp; Ps. fluorescens-35; Ps. fluorescens-40; Ps. fluorescens-45; Ps. fluorescens -55 and Bulkhoderia cepacia-72, showed a higher activity against Rhizoctonia solani and medium antagonist activity in Phythophthora infestans, potato tuberculillo pathogens isolated from ground and roots of these Andean crops.La producción agrícola mundial de papas y tuberosas andinas se ha visto seriamente afectada por el ataque de plagas y enfermedades, estimándose las pérdidas alrededor del 20 al 25 por ciento. Por esta razón los agricultores utilizan fungicidas sintéticos que pueden originar resistencia a los plaguicidas, además de generar contaminación ambiental y toxicidad; esta problemática obliga a la búsqueda de otros mé- todos alternativos efectivos y no perjudiciales para combatir dichos patógenos. En lo que concierne a la papa, el hongo Phytophthora infestans responsable de la rancha o tizón tardío (Mont. De Bary) ocasiona pérdidas anuales estimadas en cerca de tres mil millones de dólares en los países desarrollados, además de ser la mayor responsable de cuantiosos gastos anuales por aplicación de fungicidas en el cultivo. El objetivo de la presente investigación fue diseñar un proceso biotecnológico de producción de biofertilizantes bacterianos a partir de la selección de cepas bacterianas, en el cual se lograron aislar y hacer reconocimiento de 4 cepas de Azotobacter sp., 2 cepas de Azospirillum sp., 7 cepas de Bacillus sp., 5 de Pseudomonas fluorescens y 2 de Bulkhoderia sp.; éstos con actividad solubilizadora de fósforo, fijación de nitrógeno y antagonista de hongos patógenos; donde las cepas Bacillus sp; Ps. fluorescens-35; Ps. fluorescens-40; Ps. fluorescens-45; Ps. fluorescens -55 y Bulkhoderia cepacia-72, presentaron una mayor actividad contra Rhizoctonia solani y una mediana actividad antagónica sobre Phythphthora infestans, patógenos de tuberculillo de papa aislados del suelo y raíces de estos cultivos andinos