El di(2-etilhexil) ftalato (DEHF) es el plastificante más empleado a nivel mundial y es considerado como un contaminante prioritario debido a su persistencia, toxicidad y capacidad para alterar el sistema endocrino de los mamíferos. Su presencia en el ecosistema representa riesgos ambientales y de salud pública. Además, posee una estructura química compleja y de difícil degradación. Por ello, es crucial explorar alternativas biotecnológicas eficientes para su degradación. En este estudio se evaluó la capacidad de Fusarium culmorum para degradar 3 g/L de DEHF, empleándolo como única fuente de carbono, en fermentación en medio sólido (FMS) y fermentación en medio líquido (FML) durante 13 días. El objetivo fue comparar en ambos sistemas de fermentación; el crecimiento del organismo, el contenido de proteína, la actividad de esterasas, los perfiles enzimáticos de esterasas mediante zimografía, y proponer las rutas de degradación con base a los compuestos de degradación detectados por cromatografía de gases acoplada a un espectrómetro de masas. Fusarium culmorum produjo mayor cantidad de biomasa (Xmax= 0.99 g/L) y actividad enzimática (Emax= 6007.5 U/L) en FML que en FMS. Sin embargo, F. culmorum presentó un mayor número de bandas con actividad de esterasas en FMS. En ambos sistemas, la degradación inició con la desesterificación del DEHF, generando mono(2-etilhexil) ftalato (MEHF) y 2- ethylhexanol, seguida de un rearreglo molecular del MEHF a dibutil ftalato. Sin embargo, solo en FML se detectó la síntesis de ácidos grasos (ácido oleico, ácido láurico, ácido palmítico y ácido palmitoleico), indicativo de la posible producción de biosurfactantes que aumentan la disponibilidad del sustrato mediante la formación de micelas. Los resultados demuestran que F. culmorum utiliza altas concentraciones de DEHF como única fuente de carbono y energía en ambos sistemas de fermentación. Las rutas propuestas sugieren que los pasos iniciales de degradación son comunes para ambos sistemas, pero que la FML puede involucrar mecanismos adicionales asociados a la producción de biosurfactantes. Estos hallazgos aportan evidencia novedosa sobre la degradación de DEHF por F. culmorum y ofrecen bases para el diseño de estrategias biotecnológicas de biorremediación en sitios contaminados por este plastificante.
Di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) is the most widely used plasticizer worldwide and is considered a priority pollutant due to its persistence, toxicity and ability to disrupt the endocrine system of mammals. Its presence in the ecosystem poses environmental and public health risks. In addition, it has a complex chemical structure and is difficult to degrade. Therefore, it is crucial to explore efficient biotechnological alternatives for its degradation. This study evaluated the ability of Fusarium culmorum to degrade 3 g/L of DEHP as the sole carbon source under solid-state fermentation (SSF) and liquid-state fermentation (SmF) for 13 days. The aim of the study was to compare both fermentation systems in terms of. Growth of the organism, protein content, esterase activity, esterase enzymatic profiles by zymography, and propose the degradation pathways of DEHP based on the degradation compounds detected by gas chromatography coupled to mass spectrometry were determined. Fusarium culmorum showed greater biomass (Xmax = 0.99 g/L) and enzymatic activity (Emax = 6007.5 U/L) in SmF than in SSF. However, F. culmorum exhibited higher number of bands with esterase activity in SSF than in SmF. The DEHF degradation process began with deesterification, generating mono(2-ethylhexyl) phthalate (MEHP) and 2-ethylhexanol, and a molecular rearrangement of MEHP to form dibutyl phthalate in both fermentation systems. However, in FmL F. culmorum synthesized fatty acids (i.e., oleic, lauric, palmitic, and palmitoleic acids) detected, indicative of the possible production of biosurfactants that increase substrate availability through the formation of micelles. These results show that F. culmorum uses high concentrations of DEHP as the sole source of carbon and energy in both systems. The proposed pathways suggest that the initial steps of degradation are common to both systems, but mechanisms associated to biosurfactants production may be involved in the FML system. These findings provide novel evidence on the degradation of DEHP by F. culmorum and offer a basis for the design of biotechnological bioremediation strategies at sites contaminated by this plasticizer.
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