Oxidación biológica de compuestos reducidos de azufre en condiciones alcalinas Öffentlichkeit Deposited
Increase of industrial activities alters the natural sulfur cycle. A lot of industries emit this element to the atmosphere in different forms of pollutants and these should be removed to diminish the negative impact against the ecosystems. In order to propose some alternatives to manage this pollutants in laboratory scale and also in industrial scale, the study of the sulfur cycle has taken great importance. In this work we studied the obtention and characterization of sulfur-oxidizing microbial consortia in high alkaline conditions, in order to hold out, in the future, industrial bioprocesses related to the sulfur cycle. The sulfur-oxidizing consortia (C1 and C2) were obteined from alkaline soils. As both consortia can metabolize thiosulfate (S2O3 2-) as energy and carbon dioxide (CO2) as carbon sources they are called chemolithoautotrophic sulfur-oxidizing microorganisms. Consortium C1 was able to oxidize S2O3 2- and hydrogen sulfide (HS- ). The maximum oxygen consumption rate (qO2max,) for HS- was 2 times higher (0.51 mmol O2 / g protein*min) than the one found for S2O3 2- (0.23 mmol O2 / g protein*min). The apparent affinity constant (KS) was 22 µM and 10 µM for HS- and S2O3 2- respectively The highest oxygen consumption rate (qO2) was found over a pH range between 8.5 and 9.5. The specific growth rate (µ) during batch growth was 0.08 h-1. The production of S0 increased when the culture was O2 limited. The consortium C1, during stationary growing phase in continue growth, oxidized 100% of the S2O3 2- into sulfate (SO4 2-) and the estimated growth yield (YX/S) was 2 g protein/ mol S2O3 2-. The results were comparable with those reported for sulfur-oxidizing microorganisms and alkaliphilic sulfur-oxidizing microorganisms. Two isolates from consortium C1, currently known as strains AA and AB, were both Gram negative and they could oxidized S2O3 2- into SO4 2-. Phylogeneticaly, strain AA differs in more than 6% with halophilic bacteria which suggest that it belongs to a genus not yet described. Strain AB was identified as a member of the Thioalkalovibrio genus. The specific growth rate during batch growth was 0.05 h-1 for strain AA and 0.07 h-1 for strain AB. As a result of the batch growth culture with different concentrations of NaCl, it was suggested that both strains are slightly halophilic.
El incremento en las actividades industriales altera el ciclo natural del azufre. En una variedad de industrias este elemento se emite a la atmósfera en diferentes formas de compuestos contaminantes, por lo que tienen que ser removidos para disminuir el impacto negativo sobre los ecosistemas. De esta manera el estudio del ciclo del azufre resulta de gran importancia tanto a nivel básico como de proceso con el fin de proponer alternativas de manejo de los compuestos relacionados. En este sentido, en este trabajo se propuso la obtención y caracterización de consorcios microbianos con actividad sulfoxidante en condiciones de alta alcalinidad, con el fin de integrar en el futuro, nuevas propuestas de procesos relacionados al ciclo del azufre. A partir de muestras provenientes de distintos suelos alcalinos de México, se obtuvieron dos consorcios (C1 y C2) que contienen bacterias alcalófilas sulfoxidantes. Estos consorcios utilizaron tiosulfato (S2O3 2-) como fuente de energía y bióxido de carbono (CO2) como fuente de carbono, por lo que se consideran microorganismos quimiolitótrofos sulfoxidantes. El consorcio C1 oxida S2O3 2- y sulfuro de hidrógeno (HS- ). La tasa maxima de consumo de oxígeno (qO2máx) para el HS- fue 2 veces mayor (0.51 mmoles O2/g proteína*min) que la del S2O3 2- (0.23 mmoles O2/g proteína*min) y tiene una constante de afinidad aparente por el sustrato (KS) de 22 µM y de 10 µM para el HS- y el S2O3 2- respectivamente. El intervalo de pH donde se encontraron las tasas de consumo de oxigeno (qO2) más altas, está entre los valores 8.5 y 9.5. La velocidad especifica de crecimiento (µ) en cultivo por lote se estimó de 0.08 h-1. La formación de S0 aumentó cuando el cultivo se limitó en O2. El consorcio C1 en cultivo continuo oxidó el 100% del S2O3 2- alimentado a sulfato (SO4 2-) durante el estado estacionario y se estimó un rendimiento celular (YX/S) de 2 g proteína/mol S2O3 2-. Los resultados son comparables con los reportados para microorganismos sulfoxidantes y alcalófilos sulfoxidantes Se aislaron las cepas AA y AB a partir del consorcio C1, ambas bacterias son Gram negativas y tienen la capacidad de oxidar S2O3 2- a SO4 2-. Filogenéticamente la cepa AA difiere en mas del 6% con bacterias halófilas, por lo que se sugiere que pertenece a un genero todavía no descrito. El aislado AB fue identificado como miembro del genero Thioalkalovibrio. La velocidad especifica de crecimiento durante el cultivo por lote se estimo para AA de 0.05 h-1 y para AB de 0.07 h-1. A partir del cultivo por lote de las cepas AA y AB a diferentes concentraciones NaCl se sugiere que ambas cepas son halófilas discretas.
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