Estudio de la inactivación fotocatalítica de fagos de bacterias lácticas en un reactor a escala semi-piloto

Abstract

Las infecciones fágicas continúan siendo una amenaza para los procesos fermentativos, a pesar de las diversas estrategias implementadas a nivel industrial para disminuir su incidencia. El objetivo del presente trabajo fue investigar la inactivación de fagos de bacterias lácticas, contenidos en el aire, en un reactor fotocatalítico (TiO2 como catalizador, UV-A) a escala semi-piloto, ajustando previamente diversas condiciones de operación. En este sentido, utilizando el fago B1 (infectivo de Lactobacillus plantarum ATCC 8014) se ajustó el método de preparación de la suspensión fágica (concentración por centrifugación en tubos concentradores Vivaspin, agregando o no una etapa previa de concentración con PEG 8000, 10% m/v), de nebulización (utilizando 2 nebulizadores a pistón trabajando en serie o el nebulizador Collison 6-jet) así como también la influencia de la humedad relativa en el interior del reactor (73 y 46%). Posteriormente, los ensayos de inactivación fotocatalítica involucraron a los fagos B1 y LDG y Ln9 infectivos de las cepas Lb. plantarum ATCC 8014, Leuconostoc pseudomesenteroides R707 y Leuconostoc mesenteroides 79-1, respectivamente. Para estos ensayos, las suspensiones fágicas fueron diluidas (1:10) en agua destilada estéril y nebulizadas en el interior de la cámara (durante 30 min), llevando a cabo los ensayos de inactivación como función del tiempo durante 100 min (tiempo total). Según los resultados obtenidos, basados en una mejor {performance} del fago B1 contenido en el aire en el interior del reactor, se seleccionaron como condiciones de operación, la concentración de la suspensión fágica mediante tubos concentradores Vivaspin (sin etapa previa de concentración con PEG), la utilización del nebulizador Collison y una humedad relativa de 73% en el interior del equipo. Con respecto a los ensayos de inactivación, los títulos obtenidos mientras el nebulizador estuvo funcionando (30 min) fueron de 2,0x10^4, 5,0 x10^3 y de 3,0 x10^3 UFP/ml para los fagos B1, LDG y Ln9, respectivamente. Cuando el proceso de nebulización finalizó, se observó una disminución en los títulos fágicos tanto en presencia como en ausencia de radiación UV-A (y presencia de catalizador). En este sentido, en ausencia de radiación UV, se observó una disminución de 2 órdenes log a los 100 min de experiencia para los 3 fagos mientras que en presencia de luz UV se logró su inactivación completa (títulos < 10 UFP/ml) dentro de los 80 min (B1) y 100 min de tratamiento fotocatalítico (LDG y Ln9). El reactor fotocatalítico a escala semi-piloto resulta efectivo para la inactivación de fagos de bacterias lácticas contenidos en bioaerosoles. Esta tecnología podría implementarse en conjunto con otras estrategias para disminuir el riesgo de infecciones fágicas en los ambientes industriales.