La actividad industrial es una de las más contaminantes; la industria cervecera se encuentra dentro de las más importantes en el ramo de los alimentos en México.

Los compuestos fenólicos presentes en sus efluentes tienen una importante toxicidad, por lo cual se han implementado tratamientos tanto fisicoquímicos como biológicos para eliminarlos. Una solución alternativa a este problema es la biorremediación mediante la utilización de enzimas. Las peroxidasas (E.C. 1.11.1.7) son capaces de catalizar la oxidación de compuestos fenólicos en presencia de peróxido de hidrógeno (H2O2), generando radicales libres que reaccionan entre sí para formar polímeros fenólicos. Estos son insolubles y fácilmente eliminables por floculación y sedimentación. Las peroxidasas de rábano picante (Armoracia rusticana L.) y frijol de soya (Glicine max.) han sido las más estudiadas a este respecto con altos porcentajes de eliminación de compuestos fenólicos. Dada la mayor disponibilidad del nabo (Brassica napus. L. var. purple top white globe) en el país y su relativamente alto contenido de peroxidasa resulta atractivo el uso de este vegetal como fuente alternativa de esta enzima.

Se evalúo la capacidad de eliminación de compuestos fenólicos por las peroxidasas presentes en un extracto crudo de nabo así como de una isoenzima purificada de nabo, para con ello ofrecer una alternativa más económica a este tipo de tratamientos frente a otras fuentes de peroxidasa. Los compuestos fenólicos evaluados fueron: fenol, fenoles clorados, cresoles y bisfenol-A; a los cuales se les evalúo el efecto del pH, concentración de H2O2, concentración de sustrato aromático, tiempo de reacción, dosis de peroxidasa de nabo y concentración de polietilénglicol (PEG). Una relación molar H2O2/sustrato aromático de 1.6 produjo una alta remoción de fenoles (98.8%), mientras que a pH’s neutros (6-8) se obtuvo una buena eliminación de fenoles (96%). Un incremento en la concentración del sustrato aromático (de 0.53 a 1.3 mM) no afectó la actividad catalítica de la peroxidasa de nabo. En presencia de polietilénglicol (PEG) aumentó la actividad remanente de peroxidasa hasta un 50%. Tiempos de reacción mayores a 30 min no tuvieron efecto en la eficiencia de remoción de compuestos fenólicos; de la misma manera, el grado de pureza de la peroxidasa no incrementó la cantidad de sustrato aromático removido.

La actividad industrial desarrollada por el hombre ha provocado que se desechen grandes cantidades de compuestos tóxicos afectando a la flora y fauna de las regiones involucradas. Los compuestos fenólicos están presentes en efluentes de desecho de varias industrias como la de conversión del carbón, conservación de la madera, farmacéutica, textil, manufactura del papel, cervecera, fabricación de resinas, así como la industria química y del petróleo, entre otros. La mayoría de éstos compuestos son tóxicos y han sido clasificados por el Instituto Nacional de Ecología (INE) como contaminantes peligrosos. Debido a esto es importante eliminar estos contaminantes de los efluentes; además, el método no debe provocar la formación de productos secundarios tóxicos, no ser costoso, presentar una gran especificidad por los compuestos fenólicos , fácil de manipular, no peligroso y que además no provoque alteraciones ecológicas. En la actualidad para eliminar los contaminantes fenólicos efluentes se emplean varios métodos, entre ellos: extracción con solventes, degradación microbiana, adsorción con carbón activado, incineración y radiación con luz ultravioleta (Klibanov, 1987). Muchos de estos tratamientos presentan más de uno de los inconvenientes anteriormente mencionados, y una alternativa para este problema ha sido el uso de enzimas. Se ha usado las peroxidasas de rábano picante, frijol de soya y de micoorganismos como Coprinus macrorhizus, Phanerochaete chrysosporium y Arthromyces ramosus, mediante el uso de los cuales se ha observado la remoción de compuestos fenólicos hasta en un 99%. Esto debido a que las peroxidasas son capaces de catalizar la oxidación de compuestos aromáticos en presencia de peróxido de hidrógeno, y los radicales libres fenoxi generados durante la catálisis reaccionan entre si para formar dímeros, trímeros, etc. que dan lugar a largos oligómeros (Wu y col., 1993) . Estos oligómeros son menos solubles que sus monómeros precursores y tienden a precipitar (Nicell, 1993). Dados los excelentes resultados obtenidos por las peroxidasa de otras fuentes, se piensa que la peroxidasa de una fuente alternativa como el nabo puede proporcionar buenos resultados por la relativamente elevada concentración de ésta enzima en el vegetal y ser una alternativa más viable en nuestro país. La producción agrícola de nabo en México en el periodo 1990-1991 fue de 3, 974 toneladas, registrada en nueve entidades a nivel nacional (INEGI, 1997).

Objetivo General

Eliminar compuestos fenólicos presentes en agua mediante su polimerización catalizada por peroxidasa de nabo (Brassica napus L. var. purple top white globe).

Objetivos Particulares:

• Purificación parcial de peroxidasa de nabo (Brassica napus L. var. purple top white globe).
• Evaluar el efecto del pH, tiempo de reacción, concentración, de peróxido de hidrógeno, tipo de compuesto fenólico y concentración de éste, así como la utilización de un aditivo (polietilénglicol) para la eliminación de compuestos fenólicos en agua mediante un extracto crudo concentrado de peroxidasa de nabo.
• Comparar la capacidad de remoción de compuestos fenólicos del extracto crudo concentrado y una peroxidasa purificada de nabo.
• Determinar la eficiencia de la peroxidasa de nabo en la eliminación de compuestos fenólicos de un sistema modelo, así como la actividad enzimática remanente con o sin la presencia del polietilénglicol; y compararlos con los reportados para otras peroxidasas

Los métodos tradicionalmente empleados para la eliminación de compuestos fenólicos presentan varios inconvenientes y debido a ello actualmente se han realizado estudios enfocados a la utilización de enzimas, principalmente peroxidasas, en el tratamientode desechos industriales.
La peroxidasa de rábano picante (Armoracia rusticana L.) ha sido una de las más estudiadas en este campo y con la que se ha obtenido hasta un 99% de remoción de compuestos fenólicos presentes en agua. Las investigaciones realizadas con otras fuentes de peroxidasa de origen tanto microbiano como vegetal, presentan una buena efectividad en la remoción de fenoles tanto en extractos crudos como usando una preparación de mayor pureza, de la misma fuente, por ellos nosotros elevamos la capacidad de la perocidasa de nabo para eliminar dichos compuestos fenólicos para con ello proponer una fuente alternativa más económica que la peroxidasa comercial, por su alta disponibilidad y relativamente alta concentración de peroxidasa. Las peroxidasas tanto de nabo como de otros vegetales de alta disponibilidad en el centro de México has sido estudiadas por nuestro grupo, mostrando características cinéticas y de estabilidad superiores a varias peroxidasas de rábano picante comerciales.

Por esta razón creemos que la aplicación de las peroxidasas de nabo en la eliminación de compuestos fenólicos tendrá una eficiencia similar o mejor en la biorremediación de compuestos fenólicos, comparada con las peroxidasas comerciales.