Decoloración de un colorante azo aniónico de la industria del papel con peroxidasa de soja

GONZÁLEZ CLAR, M.; LEVIN, G. J.; DEL RÍO, L. A.; MIRANDA, M. V.; CAMPO DALL' ORTO, V.

Congreso; 7º Congreso y Exposición para la Industria Farmacéutica y afines; 2012

El objetivo de este trabajo fue estudiar el mecanismo para la decoloración de Direct Blue 273 (DB273) usado en la industria del papel, por la acción enzimática de peroxidasa (SBP, Soybean peroxidase) y por adsorción física a un polímero. La enzima peroxidasa, es una oxidorreductasa que se encuentra en altas concentraciones en las cáscaras de semillas de soja, que constituyen un subproducto de la industria aceitera. Para tal fin, se realizó una extracción acuosa de la SBP a partir de las cáscaras de semillas de soja. Las soluciones acuosas de DB273 87 µM fueron tratadas con peróxido de hidrógeno 0,2 mM en presencia de SBP. Se observó una caída exponencial en la concentración de DB273 que ajustó a un modelo cinético de pseudo-primer orden. El empleo de una actividad de 9,0 U mL-1 produjo una disminución de la concentración de DB273 del 48% en el primer minuto, y de un 75% luego de 30 minutos. El tratamiento con concentraciones entre 0,1 y 3,0 U mL-1 llevó a la decoloración por dos probables mecanismos: degradación enzimática (donde DB273 sería sustrato de la enzima), y polimerización química inducida por los productos radicales liberados como consecuencia de la reacción enzimática. En ausencia de extracto de SBP o bien cuando se inactivó la enzima por acción del calor, la degradación fue mínima. En la decoloración enzimática de DB273 87 µM se llegó a la situación de equilibrio luego de 60 minutos de reacción, con una eficiencia del 73% usando una actividad enzimática de 3,0 U mL-1. El producto de degradación no resultó tóxico según el sistema Microtox. Esta estrategia de decoloración fue comparada con un método de adsorción del colorante a un polímero insoluble. Las partículas de polianfolito son derivado de ácido metacrílico, etilenglicol diglicidil éter y 2-metilimidazol, obtenido mediante una estrategia de síntesis en un solo paso y con notable capacidad de carga para compuestos iónicos. A pH 6,0 el polímero presentaba 1,19 mmol de sitios iónicos positivos por gramo, con una carga promedio de la unidad polimérica de -0,23. La máxima capacidad de carga para DB273 a 24 ºC fue estimada en 0,46 ± 0,08 mmol g-1 ó 403 ± 44 mg g-1, con una KL de 2,01 ± 0,46 x 10-5 M. La cantidad de DB273 adsorbida al polianfolito disminuyó un 23% en presencia de sales disueltas (KNO3). La desorción del colorante en KNO3 1,0 M y en SDS 1,0 mM no fue significativa; solamente se produjo la liberación de un 10% del colorante adsorbido en SDS 80 mM. Fue posible degradar el colorante adsorbido y preconcentrado sobre las partículas por contacto con NaClO 0,1 M durante 4 horas. La decoloración de una solución de similar concentración de DB273 por adsorción sobre partículas de polianfolito tuvo una eficiencia del 88%. Puede concluirse que ambos métodos probados resultaron igualmente eficientes para lograr la decoloración