Biorremediación de lindano con biomasa residual de levaduras: evaluación del mecanismo de remoción y validación con bioensayos de ecotoxicidad

Abstract

Las levaduras del género Rhodotorula sintetizan pigmentos carotenoides de alto valor económico, por sus aplicaciones en las industrias alimenticia, farmacéutica y cosmética. Como resultado del proceso de extracción de los carotenoides, se genera una gran cantidad de biomasa residual post-disrupción. El lindano es un plaguicida organoclorado de reconocida toxicidad, presente en diversas matrices ambientales, cuya remoción constituye un desafío tanto para la sustentabilidad como para la salud ambiental. En este contexto, los residuos celulares post-extracción de carotenoides provenientes de biomasa de levaduras podrían considerarse como un biosorbente para la remoción de lindano. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la capacidad de la biomasa residual de levaduras post-extracción de carotenoides, para actuar como biosorbente en un proceso de biorremediación de lindano. Asimismo, determinar el mecanismo y la eficacia del proceso de remoción. Para ello, Rhodotorula mucilaginosa RCL11, se cultivó durante 72 h en medio Yeast Nitrogen Base (YNB), utilizando glucosa como fuente de carbono. Las células obtenidas fueron tratadas con DMSO y acetona para la extracción de carotenoides. La biomasa residual resultante se empleó a una concentración de 4 g/L en ensayos de biosorción de lindano (1 mg/L) en agua destilada estéril (pH=7), durante 7 días a 30°C. Como control, se utilizaron células de RCL11 sin tratamiento previo. La cuantificación del lindano remanente se realizó mediante cromatografía gaseosa y la biomasa fue caracterizada mediante espectroscopía Raman. Además, se llevaron a cabo bioensayos de ecotoxicidad con tres especies vegetales: Raphanus sativus (rábano), Lactuca sativa (lechuga) y Lycopersicon esculentum (tomate), utilizando como indicadores biológicos la germinación, la longitud del hipocótilo y la radícula, y el índice de vigor. Los resultados muestran que la biomasa residual de R. mucilaginosa RCL11 removió un 79,2% de lindano tras 7 días de exposición, con una remoción inicial del 50% a las 24 h. La eficiencia fue comparable a la observada con biomasa no tratada (79,6%). El ajuste cinético sugiere un mecanismo de biorsión de segundo orden. La espectroscopía Raman evidenció cambios estructurales en la biomasa expuesta al lindano, respaldando la biosorción como vía predominante de remoción. En los ensayos de ecotoxicidad, no se observaron efectos significativos del lindano sobre la germinación ni sobre la elongación del hipocótilo o la radícula en ninguna de las especies evaluadas (p > 0,05; Test de Tukey). No obstante, se detectaron leves reducciones en la longitud de la radícula y en el índice de vigor en lechuga y tomate expuestos a soluciones de lindano tratadas con biomasa residual y con biomasa sin tratamiento. En contraste, en los rábanos se registró un ligero incremento en el índice de vigor en los sistemas biorremediados, lo que podría indicar una atenuación del efecto fitotóxico por parte de la biomasa de levadura. Estos resultados destacan el potencial de la biomasa residual de RCL11 como un biosorbente eficiente y ambientalmente seguro para la remoción de lindano. La aplicación de herramientas como la espectroscopía Raman y los ensayos de ecotoxicidad vegetal resulta clave para evaluar la eficacia del tratamiento y los posibles efectos residuales en el entorno.