Optimization and mechanisms for biodecoloration of a mixture of dyes by Trichosporon akiyoshidainum HP 2023

Trichosporon akiyoshidainum HP2023 is a basidiomycetous yeast isolated from Las Yungas rainforest (Tucumán, Argentina) and selected based on its outstanding textile-dye-decolorizing ability. In this work, the decolorization process was optimized using Reactive Black 5 as dye model. Lactose and urea were chosen as carbon and nitrogen sources through a one-at-time approach. Afterwards, factorial designs were employed for medium optimization, leading to the formulation of a simpler optimized medium which contains in g L−1: lactose 10, yeast extract 1, urea 0.5, KH2PO4 1 and MgSO4 1. Temperature and agitation conditions were also optimized. The optimized medium and incubation conditions for dye removal were extrapolated to other dyes individually and a mixture of them. Dye removal process happened through both biosorption and biodegradation mechanisms, depending primarily on the dye structure. A positive relation between initial inoculum and dye removal rate and a negative relation between initial dye concentration and final dye removal percentages were found. Under optimized conditions, T. akiyoshidainum HP2023 was able to completely remove a mixture of dyes up to a concentration of 300 mg L−1, a concentration much higher than those expected in real effluents.Fil: Martorell, María Martha. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Internacional y Culto. Direccion Nacional del Antártico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rosales Soro, Maria del Milagro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucuman. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiologicos; ArgentinaFil: Pajot, Hipolito Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucuman. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiologicos; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucuman. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiologicos; Argentin

Cr(VI) reduction by cell-free extracts of Pichia jadinii and Pichia anomala isolated from textile-dye factory effluents

Chromium-resistant yeasts isolated from contaminated environments can be used to reduce toxic Cr(VI). This study assessed in vitro reduction of hexavalent chromium using crude chromate reductase (CChR) of Pichia jadinii M9 and Pichia anomala M10, two yeasts isolated from a textile-dye factory effluent. CChRs were characterized based on optimal temperature, pH, use of electron donors, metal ions and initial Cr(VI) concentration in the reaction mixture. Both CChRs showed an increase in Cr(VI) reductase activity with addition of NAD(P)H as electron donor and were highly inhibited by Hg 2+ and Mn 2+. The CChR from P. jadinii M9 showed the highest chromate reductase activity at 60 °C and pH 6.0 in the presence of Cu 2+ or Na +, while P. anomala M10 CChR had the maximum activity at 50 °C and pH 7.0 in presence of Cu 2+. Initial Cr(VI) concentrations of 1.3 and 1.7 mM for CChRs of P. jadinii M9 and P. anomala M10 respectively were inhibitory.Fil: Martorell, María Martha. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Fernandez, Pablo Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Fariña, Julia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentin

Screening of decolourizing yeasts with dye assimilation ability from Las Yungas rainforest

Environmental pollution by textile-dye containing wastewaters is a matter of worldwide concern. Yeasts bioremediation, a poorly explored and less exploited methodology, stands out as an interesting approach supported on their metabolic diversity and high growth rates. In this work, a screening protocol based on dye tolerance and dye assimilation ability on solid media was performed with a 2000 mg/L dye mixture. Thirty-nine yeast isolates from “Laurel del Monte” underlying soils from “Las Yungas” (Tucumán, Argentina) were obtained. Based on decolourization haloes and colony dyeing, 15 isolates showed the highest decolourization ability on agar plates containing Vilmafix® Blue RR-BB, Vilmafix® Red 7B-HE, Vilmafix® Black B-V and Vilmafix® Yellow 4R-HE, either alone or as a mixture. Screening on agar plates with synthetic media supplemented with each dye as sole C or N source, led to the selection of 10 isolates. Microsatellite RAPD analysis enabled the discrimination of these isolates into six groups. Following tests consisted on the analysis of growth and decolourization kinetic profiles, along with the production of Manganese peroxidase, laccase and tyrosinase activities in dye-supplemented (200 mg/L) liquid media. Time-dependent supernatant spectra, growth curves and enzymatic activities led to the selection of the two most promising isolates for future experimentsFil: Martorell, María Martha. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Pajot, Hipolito Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Fariña, Julia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Universidad Nacional de Tucumán; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaXLVI Reunión Anual Sociedad Argentina de Investigación en Bioquímica y Biología MolecularPuerto MadrynArgentinaSociedad Argentina de Investigación en Bioquímica y Biología Molecula

Actividad reductora de Cr(VI) en extractos libres de células de levaduras aisladas de efluentes industriales

Hasta el presente no hay reportes sobre caracterización de actividad cromato reductasa en levaduras. La misma fue ensayada en extractos libres de células (ELC), de cultivos de Pichia jadinii y Pichia anomala crecidos en presencia de Cr(VI) 1 mM. La actividad máxima en ELC de P. jadinii fue en buffer Fosfato-Citrato pH 6 y a 53ºC. La actividad enzimática se incrementó en presencia de Mn2+ y fue inhibida por Hg2+. En el caso de P. anomala la actividad fue máxima a una temperatura óptima de 35ºC, en buffer Fosfato-Citrato pH 7. En este caso, el ión Cu2+ estimuló dicha actividad mientras que Mn2+ y Hg2+ resultaron inhibitorios. Para ambas cepas de levaduras el NADH actuaría como cofactor de la actividad cromato reductasa. Estudios de este tipo representan un importante avance para el desarrollo de futuros procesos de biorremediación con levaduras.Fil: Martorell, María Martha. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Fernandez, Pablo Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia; ArgentinaFil: Fariña, Julia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaTercera Jornada de Jovenes Investigadores de la Universidad Nacional de TucumánSan Miguel de TucumánArgentinaUniversidad Nacional de TucumánAsociación de Universidades Grupo de Montevide

Biorremediación de Cr(VI) con extractos celulares de levaduras: Obtención y caracterización de los extractos celulares obtenidos de levaduras aisladas de ambientes contaminados

La contaminación por Cr(VI) es un problema ampliamente distribuido a nivel mundial.Dentro de las estrategias de biorremediación se encuentran la bioespeciación con microorganimsos. Entre ellos las levaduras podrían tener un rol importante, tal como fue el caso para levaduras aisladas de efluentes textiles y seleccionadas por su capacidad para reducir Cr(VI) a Cr(III). La escasa bibliografía respecto a la actividad cromato reductasa en microorganismos eucariotas inferiores y la urgente necesidad de e implementar técnicas eco-amigables para el tratamiento de efluentes industriales, hacen de los resultados de este trabajo un importante aporte al conocimiento de los mecanismos enzimáticos de reducción de Cr(VI) en levaduras. los que permitirían un avance para la transferencia biotecnológica en el tratamiento de efluentes industriales contaminados con cromo.Fil: Martorell, María Martha. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Fernandez, Pablo Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentin

Dye-decolourizing yeasts isolated from Las Yungas rainforest. Dye assimilation and removal used as selection criteria

Thirty-nine yeast isolates from " Laurel del Monte" underlying soil from " Las Yungas" rainforest (Tucumán, Argentina) were obtained following an isolation scheme on both, dye tolerance and assimilation. Fifteen isolates were selected based on their ability to decolourize agar plates containing four industrial textile dyes, either alone or as a mixture. Eight isolates were further selected according to their assimilation of dyes as sole Carbon/energy or Nitrogen source. Selected yeasts belonged to the basidiomycetous genus Trichosporon and the ascomycetous genera Cyberlindnera, Barnettozyma and Candida. Decolourization, biomass production and enzymatic production of manganese peroxidase, laccase and tyrosinase were then studied in liquid media. Isolate Candida sp MM 4035 was selected for future experiments and further molecular characterization and physiological tests are in progress in order to achieve the potential description of a new ascomycetous yeast.Fil: Martorell, María Martha. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucuman. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiologicos; ArgentinaFil: Pajot, Hipolito Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucuman. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiologicos; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucuman. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiologicos; Argentin

Biological degradation of Reactive Black 5 dye by yeast Trichosporon akiyoshidainum

The textile dyeing and other industries use an extensive amount of azo dyes. Their effluents are specifically colored and could cause severe damage to the environment. The anaerobic treatment of textile dying effluents could generate carcinogenic aromatic amines. For this reason, in the recent years yeasts have become a promising alternative, combining unicellular growth with oxidative mechanisms. This work reports the oxidative Reactive Black 5 (RB5) biodegradation mechanism by Trichosporon akiyoshidainum HP 2023, isolated from a non-contaminated environment and extensively studied for its exceptional decoloration abilities on azo dyes. Several analytical techniques (HPLC, FTIR, GC–MS, UV–vis) were used as to monitor the dye-decoloration process and the enzyme produced during biodecoloration. Starting with 200 mg L−1 of RB5, at 12 h, 89% color removal and a shift from dark blue to purple was observed, at 24 h no color was visible. Also, a decrease of aromatic amines and total aromacity (71 and 75%, respectively) was observed and biomass presented no color. The mechanism is driven by phenol oxidase and peroxidase enzymes, as they were no present in cultures without dye. During decoloration, at 15 h both enzymes reached it maximum activity levels, 353 UL−1 for phenol oxidase and 2750 UL−1 for peroxidase. The two-stages proposed mechanism involves the formation of a purple-colored quinone with an azo bond, which is subsequently degraded, finally the complete disappearance of color is achieved. These results make Trichosporon akiyoshidainum HP 2023 a promising tool for dye removal treatment of colored textile effluents.Fil: Martorell, María Martha. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Pajot, Hipolito Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentin

Ecology of dye Decolorizing yeasts

Textile dyes are among the most recalcitrant pollutants. Industrial effluents containing textile dyes are usually disposed in large amounts into natural water bodies on a daily basis. Their pollution hazard is based on components which may be carcinogenic or toxic to living organisms. Also, because of their marked colour, they affect light penetration, modifying photo-synthetic activity in aquatic environments. Physical and chemical methods may be used for dye removal from industrial effluents. These approaches are expensive, have operational problems and may lead to bigger problems. Several studies have been reported on decolourization of numerous dyes using white rot fungi (WRF). These organisms could mineralize many types of synthetic dyes through their oxidative and non-specific lignonolytic system. However, the strict conditions for enzyme production and the jeopardy of bacterial contamination in non-sterile conditions in dye-containing wastewaters, made difficult the application of white rot fungi for textile dye effluents. Yeasts, on the other hand, have many advantages. Not only because of their fast growth, but also because their ability resist unfavorable environments. Unfortunately, the ecology of dye-degrading yeasts is still poorly understood. In this chapter, we review several methods for textile dye effluent treatment. Then, we focus on dye decolorizing yeast, exploring the still fragmentary information on their ecology, taxonomy and biotechnological applications in the field of textile dyes bioremediation.Fil: Pajot, Hipolito Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentina. Universidad de San Pablo; ArgentinaFil: Martorell, María Martha. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentina. Universidad de San Pablo; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia; Argentin

Reducing activity of Cr(VI) in cell-free extracts of yeasts isolated from industrial effluent

En las últimas décadas, la liberación de contaminantes al ambiente, ha superado ampliamente los mecanismos naturales de reciclaje y autodepuración de los ecosistemas receptores. Entre los xenobióticos más perjudiciales se encuentran los metales pesados. Estos provienen de fuentes antropogénicas tales como desechos domésticos, agrícolas y diferentes tipos de efluentes industriales. El efecto de los metales pesados en el medio ambiente depende de la concentración y de la capacidad de movilización de los mismos entre la atmósfera, hidrósfera y litósfera, debido a que estos no pueden degradarse y la mayoría de ellos, se acumulan en suelos, plantas y animales, aumentando sus concentraciones en los predadores superiores de las cadenas alimentarias (Lloyd, 2003).Fil: Martorell, María Martha. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Fernandez, Pablo Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Fariña, Julia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaXVII Jornadas de Jóvenes Investigadores (AUGM)Entre RiosArgentinaAsociación de Universidades Grupo de Montevide

Biodecoloration of Reactive Black 5 by the methylotrophic yeast Candida boidinii MM 4035

Azo dyes are extensively used in textile dyeing and other industries. Effluents of dying industries are specially colored and could cause severe damage to the environment. The anaerobic treatment of textile dying effluents is nowadays the preferred option, but it could generate carcinogenic aromatic amines. Recently, yeasts have become a promising alternative, combining unicellular growth with oxidative mechanisms. This work reports the characterization of the first methylotrophic yeast with dye decolorizing ability, Candida boidinii MM 4035 and some insights into its decoloration mechanism. The analysis of two selected media revealed a possible two stages mechanism of Reactive Black 5 decoloration. In glucose poor media, decoloration is incomplete and only the first stage proceeds, leading to the accumulation of a purple compound. In media with higher glucose concentrations, the yeast is able to decolorize totally an initial concentration of 200 mg/L. The entire process is co-metabolic, being largely dependent on glucose concentration but being able to proceed with several nitrogen sources. Manganese dependent peroxidase but not laccase activity could be detected during decoloration. Aromatic amines do not accumulate in culture media, supporting an oxidative decoloration mechanism of unknown ecophysiological relevance.Fil: Martorell, María Martha. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pajot, Hipolito Fernando. Universidad San Pablo Tucumán; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Ahmed, Pablo Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Gobierno de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia; Argentin