Producción de biomasas a partir de lactosuero contaminado con antibióticos para disminuir su impacto ambiental

Abstract

Los antibióticos veterinarios son una fuente de contaminación ambiental. Por esto, se evaluó el efecto fitotóxico de cinco familias de antibióticos sobre la frecuencia de germinación y elongación radicular de semillas de cinco cultivos y tres especies forrajeras. Se observó disminución de las raíces de Zea mays, Glycine max y Sorghum bicolor con penicilina, G. max con tilosina, Medicago sativa, Melilotus albus, S. bicolor y Trifolium repens con enrofloxacina, M. sativa y T. repens con oxitetraciclina, y Zea mays y G. max con kanamicina. También los estudios ecotoxicológicos, agudo y crónico, realizados con seis fluoroquinolonas sobre Daphnia magna indicaron que concentraciones en el entorno de los LMRs para leche produjeron mortalidad del cladócero. Debido a que lactosuero puede ser empleado para la producción de biomasa, seguidamente se analizó el efecto de diferentes familias de ATBs sobre el crecimiento de Kluyveromyces marxianus. Se observó que cefalosporinas, tetraciclinas y quinolonas en concentraciones cercanas a los LMRs inhibieron su crecimiento. Por esto, para disminuir su actividad inhibitoria, se evaluó el efecto del tiempo de tratamiento térmico sobre muestras de lactosuero con residuos de antibióticos pertenecientes a dichos grupos, pudiendo degradar totalmente cefalosporinas y tetraciclinas, y parcialmente quinolonas. Finalmente, se implementó un diseño experimental secuencial, en cuatro etapas, para disminuir las concentraciones residuales de lactosa y proteínas del lactosuero mediante la producción de K. marxianus. Se obtuvo 4,48 g/L de biomasa y niveles residuales de lactosa (0,09% m/V, 95% de consumo) y proteínas (0,02% m/V, 93% de consumo).

Veterinary antibiotics are a source of environmental contamination. Therefore, the phytotoxic effect of five families of antibiotics on the frequency of germination and root elongation of seeds of five crops and three forage species was evaluated. Decreased roots of Zea mays, Glycine max and Sorghum bicolor were observed with penicillin, G. max with tylosin, Medicago sativa, Melilotus albus, S. bicolor and Trifolium repens with enrofloxacin, M. sativa and T. repens with oxytetracycline, and Zea mays and G. max with kanamycin. The acute and chronic ecotoxicological studies carried out with six fluoroquinolones on Daphnia magna also indicated that concentrations around the MRLs for milk produced cladoceran mortality. Since whey can be used for biomass production, the effect of different families of ATBs on the growth of Kluyveromyces marxianus was analyzed. It was observed that cephalosporins, tetracyclines and quinolones at concentrations close to the MRLs inhibited their growth. Therefore, to reduce its inhibitory activity, the effect of heat treatment time on whey samples with antibiotic residues belonging to said groups was evaluated, being able to fully degrade cephalosporins and tetracyclines, and partially quinolones. Finally, a sequential experimental design, in four stages, was implemented to reduce the residual concentrations of lactose and whey proteins through the production of K. marxianus. 4.48 g/L of biomass and residual levels of lactose (0.09% m/V, 95% consumption) and protein (0.02% m/V, 93% consumption) were obtained.