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Análise da degradação biótica de filmes de polietileno de baixa densidade (LDPE) pela ação do fungo basidiomiceto Trametes villosa

Micael Montemezzo, Rosmary Nichele Brandalise, Marli Camassolammontemezzo@ucs.br

A

C

•Amaral, G. et al. 2011. Guia ambiental da Indústria de transformação e reciclagem de materiais plásticos. Acessado em 31.10.2012.•Kapri, A., et al. 2010. Biodeterioration and Biodegradation. 64: 238-244.•Lopez-Llorca, L.V., et al. 1993. Micron. 24: 23–29.•Mumtaz, T., et al. Micron. 41: 430-438.•Rubin, I.I. Handbook of plastic materials and tecnology. New York: J. Wiley, 1990, 1745 p.;•Timur, S., et al. 2004. Sensors and Actuators B: Chemical. 97: 132-136.

1. Introdução

Universidade de Caxias do Sul – Instituto de Biotecnologia – Laboratório de Enzimas e Biomassa

BICUCS

Projeto: Macromicetos

Atualmente são produzidos cerca de 150 milhões de toneladas de polímeros sintéticosanualmente e o pollietileno de baixa densidade (LDPE) está entre os polímeros maisproduzidos atualmente (RUBIN, 1990; AMARAL et al, 2011).

Devido às suas características químicas, o LDPE se acumula na natureza em uma taxade aproximadamente 25 milhões de toneladas anuais (KAPRI et al., 2010) ocasionandodesequilíbrio em sistemas naturais afetando todos os seres vivos. A partir disso, visandodiminuir os impactos o presente trabalho objetivou avaliar a degradação biótica de filmes deLDPE utilizando o fungo autóctone Trametes villosa, tendo em vista a utilização demicrorganismos autóctones na biorremediação de ambientes impactados.

Fig .1.:Discos de micélio de Trametes villosa. Fig. 2: Filmes de LDPE.

CULTIVO

SÓLIDO

Meio terra (1)Meio de produçãode cogumelos (2)Meio 1 + Meio 2(1:1) (3)

60 DIAS COLETAS QUINZENAIS

•Lacases (Lac); •Manganês Peroxidases (MnP); •Lignina Peroxidases (LiP); •Oxidases do Álcool Veratrílico (OAV);•Peroxidases Totais (PER)

MEV e MO

Massa residual

Análises do extrato enzimático Análises dos filmes de LDPE

A utilização de filmes de LDPE no meio de cultivo teve o objetivo de avaliar a induçãoou repressão na secreção de enzimas ligninolíticas, já que essas enzimas estão relacionadasnas vias de degradação de compostos xenobióticos de alta complexidade assim como gruposrecalcitrantes (TIMUR et al, 2004).

Na Figura 3, podemos verificar o perfil enzimático obtido nas análises realizadas. Em3A, verifica-se uma maior secreção enzimática no meio 3 sem a presença de LDPE (30 dias),porém, em 15 dias, a atividade das peroxidases totais foi semelhante no mesmo meio,porém, com a presença do LDPE. Para manganês peroxidases (Figura 3B), não houvediferença estatística entre os meio, porém, destaca-se o meio 3 com a presença de LDPE. Jápara lacases, o meio 3 sem LDPE apresentou os maiores títulos enzimáticos em 30 dias, maspara 45 dias, destacamos o meio 3 com LDPE (Figura 3C). Os títulos enzimáticos para asenzimas oxidases do álcool veratrílico e lignina peroxidases não foram apresentados poisforam iguais a zero.

A B

C

Nas Figuras 4, 5 e 6 podemos ver aaderência micelial do fungo sobre os filmesde LDPE. Nas Figuras 4A e 4B, observa-se ocrescimento no meio 1, com aumento de100x.

A B

A B

C D E

Nas micrografias à direita, podemosobservar também a aderência micelial nasFiguras 5A, 5B e 5C. Entretanto, nas imagens5D e 5E, podemos observar o dano causadopelo crescimento e aderência do micélio aomaterial polimérico (5000x e 10000xrespectivamente.

Nas micrografias à esquerda observa-sea aderência micelial nas Figuras 6A, 6B e 6C. Ea partir disso, destaca-se os danos oriundosdo crescimento e aderência do micélio aomaterial polimérico nas Figuras 5D e 5D.(5000x e 10000x respectivamente.

A B

C D E

Fig .4.: Micrografias ópticas do micélio de T. villosa no meio 1 após 45 dias de exposição. A: 100x; B: 100x.

Fig. 5: Micrografias ópticas eeletrônicas do micélio de T. villosano meio 3 após 45 dias deexposição. A: 100x; B: 100x; C:500x; D: 5000x; E: 10000x.

Fig. 7: Massa residual dos filmes de LDPE em função do tempo de cultivo nosdiferentes meio avaliados.

De acordo com Mumtaz et al. (2010), os cracks formados são devido à ação domicrorganismo sobre a superfície polimérica, entretanto, em seu estudo, foram observadoscracks semelhantes em um tempo de estudo de 2 anos, com microrganismos presentes no solo.Contudo, esse trabalho contrasta com um estudo realizado por Lopez-Llorca et al. (1993), o qualnão encontrou nenhum filamento fúngico em amostras poliméricas expostas em solo.

Na Figura 7, podemosacompanhar a perda de massa (massaresidual) em função do tempo. Amassa residual é calculada através dafórmula:

A caracterização da massaresidual é um parâmetro para avaliara assimilação do polímero pelo (s)microrganismo (s) em um processo debiodegradação.

Como resultado desse parâmetro, destacamos os meios 1 e 2. Para o meio 1, houve umaassimilação de aproximadamente 1,06% em 30 dias. Já para o meio 2, a assimilação foi deaproximadamente 0,88% em 45 dias de cultivo. Esse fenômeno pode ser explicado pelacomposição dos meios de cultivo. O meio 1, é composto de 100% de terra e o 2 é composto por100% de meio de produção de cogumelos.

Os resultados parciais mostram que o fungo basidiomiceto autóctone Trametes villosapossui a capacidade de danificar o material polimérico avaliado, com isso, infere-se a capacidadebiodegradante sobre polímeros sintéticos, como o LDPE.

Nas micrografias (ópticas e eletrônicas), pode-se verificar a ação do fungo sobre osubstrato polimérico, como sua forte aderência e possível mineralização (dados corroboradospelo gráfico de massa residual – Figura 7). Apesar de ser um substrato altamente hidrofóbico, ofungo estudado mostrou-se capaz de se aderir e se desenvolver sobre o mesmo.

Alguns dados ainda são essenciais para corroborar essa afirmação, como as análisesquímicas (FTIR) e físicas (DSC e TGA) do material, parâmetros esses que serão avaliados apenasno final do cultivo.

2. Materiais e Métodos

3. Resultados e Discussões

4. Conclusões

Referêncial Teórico Agradecimentos

Fig. 3: Atividades enzimáticas de Trametes villosa nos diferentes meios de cultivo avaliados. A: Peroxidases totais, B. Manganês peroxidases eC. Lacases.

Fig. 6: Micrografias ópticas eeletrônicas do micélio de T. villosano meio 2 após 45 dias deexposição. A: 100x; B: 200x; C:500x; D: 5000x; E: 10000x.