Published March 9, 2022 | Version v1
Publication Open

Antarctic yeasts: potential use in a biologic treatment of textile azo dyes

Creators

  • 1. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 2. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos
  • 3. National University of General San Martín

Description

Abstract We investigated the dye-removal potential of a collection of 61 cold-adapted yeasts from the King George Island, Antarctica, on agar plates supplemented with 100 mg L –1 of several textile dyes; among which isolates 81% decolorized Reactive Black 5 (RB-5), with 56% decolorizing Reactive Orange 16, but only 26% doing so with Reactive Blue 19 and Acid Blue 74. Furthermore, we evaluated the ligninolytic potential using 2,2ʹ-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic-acid) diammonium salt-, 3,5-dimethoxy-4-hydroxybenzaldehydazine-, or manganese-supplemented plates but detected no activity, possibly due to a dye-removal mechanism involving reductases. The removal kinetics were studied in liquid medium supplemented with 100 mg L –1 of RB-5 in a selection of 9 yeasts. The highest volumetric-removal rates (η) were found for Candida sake 41E (4.14 mg L –1 h –1 ), Leucosporidium muscorum F20A (3.90 mg L –1 h –1 ), and Cystofilobasidium infirmominiatum F13E (3.90 mg L –1 h –1 ). Different UV–Vis spectra were obtained if the dye removal occurred by biodegradation or biosorption/bioaccumulation. L. muscorum F20A was selected to study the dye-removal mechanism of RB-5 and the effect of different chemical and environmental parameters on the process. Optimum dye-removal conditions were obtained with 10 g L –1 of glucose within an initial medium pH range of 5.0 to 6.0. Up to 700 mg L –1 of dye could be removed in 45 h. High-performance liquid chromatography profiles obtained were consistent with a biodegradation of the dye. Phytotoxicity was estimated by calculating the 50%-inhibition concentration (IC 50 ) with Lactuca sativa L. seeds. These findings propose psychrophilic yeasts as a novel environmentally suitable alternative for the treatment of dye-industry wastewaters.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص لقد حققنا في إمكانية إزالة الصبغة لمجموعة من 61 خميرة مكيفة على البارد من جزيرة الملك جورج، القارة القطبية الجنوبية، على صفائح أجار مكملة بـ 100 ملغ L –1 من العديد من أصباغ النسيج ؛ من بينها عزل 81 ٪ من اللون الأسود التفاعلي 5 (RB -5)، مع 56 ٪ من اللون البرتقالي التفاعلي 16، ولكن 26 ٪ فقط يفعلون ذلك مع الأزرق التفاعلي 19 والأزرق الحمضي 74. علاوة على ذلك، قمنا بتقييم إمكانات تحليل اللجنين باستخدام 2,2 '- آزينو- مكرر (3 -إيثيل بنزوثيازولين-6 -حمض السلفونيك) ملح الأمونيوم، 3,5 -ثنائي ميثوكسي-4 -هيدروكسي بنزالديهدازين-، أو الصفائح المكملة للمنجنيز ولكن لم نكتشف أي نشاط، ربما بسبب آلية إزالة الصبغة التي تنطوي على الإنزيمات المختزلة. تمت دراسة حركية الإزالة في وسط سائل مكمل بـ 100 ملغ L –1 من RB -5 في مجموعة مختارة من 9 خمائر. تم العثور على أعلى معدلات إزالة حجمية (η) لساكي المبيضات 41E (4.14 ملغ L –1 ساعة –1 )، Leucosporidium muscorum F20A (3.90 ملغ L –1 ساعة –1 )، و Cystofilobasidium infirmominiatum F13E (3.90 ملغ L –1 ساعة –1 ). تم الحصول على أطياف مختلفة من الأشعة فوق البنفسجية إذا حدثت إزالة الصبغة عن طريق التحلل البيولوجي أو الامتصاص البيولوجي/التراكم البيولوجي. تم اختيار L. muscorum F20A لدراسة آلية إزالة الصبغة لـ RB -5 وتأثير المعلمات الكيميائية والبيئية المختلفة على العملية. تم الحصول على ظروف إزالة الصبغة المثلى مع 10 جم L –1 من الجلوكوز ضمن نطاق الأس الهيدروجيني المتوسط الأولي من 5.0 إلى 6.0. يمكن إزالة ما يصل إلى 700 ملغ من L –1 من الصبغة في 45 ساعة. كانت ملفات الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء التي تم الحصول عليها متوافقة مع التحلل البيولوجي للصبغة. تم تقدير السمية النباتية من خلال حساب تركيز التثبيط بنسبة 50 ٪ (IC 50 ) مع بذور Lactuca sativa L.. تقترح هذه النتائج الخمائر النفسية كبديل جديد مناسب بيئيًا لمعالجة مياه الصرف الصحي في صناعة الصبغ.

Translated Description (French)

Résumé Nous avons étudié le potentiel d'élimination des colorants d'une collection de 61 levures adaptées au froid de l'île King George, en Antarctique, sur des plaques de gélose supplémentées avec 100 mg L –1 de plusieurs colorants textiles ; parmi lesquels on isole 81% de noir réactif décoloré 5 (RB-5), avec 56% d'orange réactif décolorant 16, mais seulement 26% le faisant avec Reactive Blue 19 et Acid Blue 74. De plus, nous avons évalué le potentiel ligninolytique à l'aide de plaques additionnées de sel de diammonium 2,2 ′ -azino-bis (3-éthylbenzothiazoline-6-acide sulfonique), de 3,5-diméthoxy-4-hydroxybenzaldéhydazine ou de manganèse, mais nous n'avons détecté aucune activité, peut-être en raison d'un mécanisme d'élimination des colorants impliquant des réductases. Les cinétiques d'élimination ont été étudiées en milieu liquide supplémenté avec 100 mg L –1 de RB-5 dans une sélection de 9 levures. Les taux d'élimination volumétrique (η) les plus élevés ont été trouvés pour Candida sake 41E (4,14 mg L –1 h –1 ), Leucosporidium muscorum F20A (3,90 mg L –1 h –1 ) et Cystofilobasidium infirmominiatum F13E (3,90 mg L –1 h –1 ). Différents spectres UV–Vis ont été obtenus si l'élimination du colorant a eu lieu par biodégradation ou biosorption/bioaccumulation. L. muscorum F20A a été sélectionné pour étudier le mécanisme d'élimination des colorants de RB-5 et l'effet de différents paramètres chimiques et environnementaux sur le processus. Des conditions optimales d'élimination des colorants ont été obtenues avec 10 g L –1 de glucose dans une plage de pH du milieu initial de 5,0 à 6,0. Jusqu'à 700 mg L –1 de colorant ont pu être éliminés en 45 h. Les profils de chromatographie liquide haute performance obtenus étaient cohérents avec une biodégradation du colorant. La phytotoxicité a été estimée en calculant la concentration d'inhibition de 50 % (CI 50 ) avec les graines de Lactuca sativa L. Ces résultats proposent les levures psychrophiles comme une nouvelle alternative adaptée à l'environnement pour le traitement des eaux usées de l'industrie des colorants.

Translated Description (Spanish)

Resumen Investigamos el potencial de eliminación de colorantes de una colección de 61 levaduras adaptadas al frío de la Isla Rey Jorge, Antártida, en placas de agar complementadas con 100 mg L –1 de varios colorantes textiles; entre los cuales se aísla un 81% de Reactive Black 5 (RB-5) decolorado, con un 56% de Reactive Orange 16 decolorante, pero solo un 26% lo hace con Reactive Blue 19 y Acid Blue 74. Además, evaluamos el potencial ligninolítico utilizando placas suplementadas con sal de diamonio 2,2 ′ -azino-bis (ácido 3-etilbenzotiazolina-6-sulfónico), 3,5-dimetoxi-4-hidroxibenzaldehidazina o manganeso, pero no detectamos actividad, posiblemente debido a un mecanismo de eliminación de colorante que involucra reductasas. La cinética de eliminación se estudió en medio líquido suplementado con 100 mg L –1 de RB-5 en una selección de 9 levaduras. Las tasas de eliminación volumétrica más altas (η) se encontraron para CANDIDA sake 41E (4,14 mg L –1 h –1 ), Leucosporidium muscorum F20A (3,90 mg L –1 h –1 ) y Cystofilobasidium infirmominiatum F13E (3,90 mg L –1 h –1 ). Se obtuvieron diferentes espectros UV–Vis si la eliminación del colorante se producía por biodegradación o biosorción/bioacumulación. Se seleccionó L. muscorum F20A para estudiar el mecanismo de eliminación de colorante de RB-5 y el efecto de diferentes parámetros químicos y ambientales en el proceso. Las condiciones óptimas de eliminación del colorante se obtuvieron con 10 g L –1 de glucosa dentro de un intervalo de pH medio inicial de 5.0 a 6.0. Se pudieron eliminar hasta 700 mg L –1 de colorante en 45 h. Los perfiles de cromatografía líquida de alto rendimiento obtenidos fueron consistentes con una biodegradación del colorante. La fitotoxicidad se estimó calculando la concentración de inhibición del 50% (IC 50 ) con semillas de Lactuca sativa L. Estos hallazgos proponen levaduras psicrófilas como una nueva alternativa ambientalmente adecuada para el tratamiento de aguas residuales de la industria de tintes.

Files

s40643-022-00507-5.pdf

Files (2.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:f6d54c7c0886d54bd3ab9b9fec346143
2.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
خمائر أنتاركتيكا: الاستخدام المحتمل في المعالجة البيولوجية لأصباغ أزو النسيجية
Translated title (French)
Levures antarctiques : utilisation potentielle dans un traitement biologique des colorants azoïques textiles
Translated title (Spanish)
Levaduras antárticas: uso potencial en un tratamiento biológico de colorantes azoicos textiles

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4220685043
DOI
10.1186/s40643-022-00507-5

Is supplement to
https://openalex.org/W4283756219 (Other)
https://openalex.org/W3145690474 (Other)
https://openalex.org/W3017354329 (Other)
https://openalex.org/W3009052545 (Other)
https://openalex.org/W2393618028 (Other)
https://openalex.org/W2385080592 (Other)
https://openalex.org/W2369249991 (Other)
https://openalex.org/W2365221040 (Other)
https://openalex.org/W2049181697 (Other)
https://openalex.org/W1536377544 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1557788523
  • https://openalex.org/W1838862134
  • https://openalex.org/W1965396248
  • https://openalex.org/W1967884958
  • https://openalex.org/W1972619837
  • https://openalex.org/W1979584784
  • https://openalex.org/W1980205628
  • https://openalex.org/W1983061792
  • https://openalex.org/W2004537762
  • https://openalex.org/W2010330980
  • https://openalex.org/W2027322612
  • https://openalex.org/W2029343424
  • https://openalex.org/W2043161795
  • https://openalex.org/W2058708521
  • https://openalex.org/W2063697804
  • https://openalex.org/W2068428832
  • https://openalex.org/W2071728831
  • https://openalex.org/W2074414282
  • https://openalex.org/W2075919757
  • https://openalex.org/W2076884194
  • https://openalex.org/W2081557078
  • https://openalex.org/W2091112000
  • https://openalex.org/W2127473768
  • https://openalex.org/W2139482843
  • https://openalex.org/W2152844804
  • https://openalex.org/W2158913194
  • https://openalex.org/W2169148681
  • https://openalex.org/W2180645746
  • https://openalex.org/W2420286678
  • https://openalex.org/W2425799943
  • https://openalex.org/W2484236211
  • https://openalex.org/W2767669187
  • https://openalex.org/W2776517547
  • https://openalex.org/W2777930502
  • https://openalex.org/W2809880805
  • https://openalex.org/W2896311215
  • https://openalex.org/W3003094045
  • https://openalex.org/W3026910984
  • https://openalex.org/W3086039415
  • https://openalex.org/W3119804077
  • https://openalex.org/W3143537137
  • https://openalex.org/W3168010379
  • https://openalex.org/W3209552958
  • https://openalex.org/W4205627251
  • https://openalex.org/W649813769
  • https://openalex.org/W972809604