Imobilização de Agaricomycetes para descoloração de efluente de lavanderia industrial de Caruaru-PE

Abstract

A biorremediação micótica de efluentes provenientes de lavanderias industriais de jeans é um tratamento biotecnológico necessário para evitar a contaminação de corpos de água. Enzimas ligninolíticas imobilizadas tem demonstrado alta eficiência na biorremediação de efluentes da indústria têxtil. Na fase I desta pesquisa, avaliou-se a descoloração do corante índigo carmim e do efluente têxtil por sete espécies de Agaricomycetes da Caatinga (Brasil). O estresse nutricional devido à limitação de nitrogênio foi realizado com três tempos de experimentação, T1 (1 dia), T2 (4 dias) e T3 (7 dias). As porcentagens de descoloração no corante e efluente foram maiores que 55% usando os fungos F1, F2, F5 e F6 por 10 dias sem esterilidade. Na fase II, os microrganismos foram cultivados nos tempos de crescimento inicial, Ci1 (10 dias) e Ci2 (25 dias), sem adição de nutrientes. Seguiu-se a indução de estresse com limitação de nitrogênio em T1 e posteriormente, com testes de descoloração do corante índigo carmim e do efluente têxtil por 28 dias. Os melhores percentuais de descoloração foram encontrados para o efluente em Ci1, e para o corante em Ci2, com F1 e F5. O F5 apresentou melhor atividade enzimática de lacase e de lignina peroxidase. O análise ecotóxico das amostras tratadas biologicamente na fase II, foram testadas frente a cistos de Artemia HIGH 5 sem adição de alimento. Os valores obtidos para KM e Vmax indicam que os extratos possuem comportamento cinético Michaelis-Menten. A lacase, lignina peroxidase e manganês peroxidase sintetizadas pelos fungos Phlebiopsis sp., Coriolopsis sp. e Phanerochaete chrysosporium, foram imobilizadas em nanopartículas de quitosana (NanoQ), apresentando porcentagens de imobilização acima de 84%. Foi calculada a porcentagem de N-acetilação usando UV-Vis. Caracterizaram-se as NanoQ (com e sem enzimas imobilizadas) por DLS, Potencial Z e MEV. A eficiência da biorremediação após o reuso demonstrou ser maior nas NanoQ com enzimas. A impressão dos dispositivos foi realizada na impressora Dimatix Materials Printer DMP-2831 (FUJIFILM Dimatix Inc.), usando trehalose no fluido de impressão para proteger a conformação estrutural das enzimas. O acetato de celulose (AC) foi o substrato flexível para a impressão. A otimização das formas de onda de impulso elétrico para a formação das gotas do fluido, foram obtidas para a impressão por demanda Drop on Demand (DoD) baseada em propriedades piezoelétricas. Os resultados mostraram que sem condições de esterilidade, o menor tempo de crescimento sem adição de nutrientes (Ci1) e o estresse por limitação de nitrogênio (T1), aumentam a biodegradação do efluente. Porém, o maior tempo de crescimento sem adição de nutrientes Ci2 favoreceu a biodegradação do corante. Todas as amostras de efluente têxtil biorremediadas na fase II, não mostraram toxicidade frente a Artemia sp. em 48 horas de experimentação. A quantidade de proteínas totais foi maior após impressão, devido ao aumento da concentração efetiva das enzimas após imobilização no biopolímero e a impressão. Os dispositivos impresos são uma inovação biotecnológica que usa impressão DoD, que permite adicionar camada sobre camada mais de um principio ativo, permitindo a liberação do material biodegradável no local albo de biorremediação.