Vitae (Medellín); 31 (2), 2024
Publication year: 2024
Background:
Colombia is joining global initiatives to mitigate climate change through bioethanol production, as it has large sugar cane plantations and sugar mills, particularly in the Valle del Cauca region. One of the main by-products of the bioethanol industry is vinasse, which consists mainly of water, organic solids and heavy metals. Some of the compounds present in vinasses, such as melanoidins and phthalates, show genotoxic, mutagenic and carcinogenic activity in onion cells, tilapia and aquatic organisms. Various methods, such as bio-oxidation and Fenton reaction, have been used to reduce the organic load of vinasses. Among the most commonly used assays to study genotoxicity and mutagenicity are single cell gel electrophoresis (comet assay) and the Ames test. Objective:
In this study, the genotoxicity in human lymphocytes and the mutagenicity in Salmonella typhimurium induced by different dilutions of vinasse produced at the bioethanol production plant in Frontino, Antioquia, before and after being subjected to biooxidation and Fenton processes, were evaluated. Methods:
Genotoxicity was evaluated by the comet assay in human lymphocytes, and mutagenic activity was evaluated by the Ames test using Salmonella typhimurium strains TA98 and TA100, with and without the addition of microsomal enzymes (S9). Both tests were applied to each type of vinasse considered in this study, including raw vinasse (RV), bio-oxidised vinasse (BV) and Fenton oxidised vinasse (FV). Results:
The results showed that at RV doses above 3%, viability decreased to values between 70% and 88%, whereas for BV and FV, viability remained above 93% and 94%, respectively. Vinasse was also found to have a dose-dependent effect on genotoxicity. However, no mutagenic activity was observed in any of the Salmonella strains evaluated, indicating that vinasse does not induce mutations. Conclusion:
The importance of addressing vinasse pollution and treatment methods to reduce its toxicity is emphasised. However, further research is needed to fully understand the risks associated with vinasse exposure and to develop effective mitigation strategies.
Antecedentes:
Colombia se está sumando a las iniciativas mundiales para mitigar el cambio climático mediante la producción de bioetanol, ya que cuenta con grandes plantaciones de caña de azúcar e ingenios azucareros, sobre todo en la región del Valle del Cauca. Uno de los principales subproductos de la industria del bioetanol es la vinaza, que se compone principalmente de agua, sólidos orgánicos y metales pesados. Algunos de los compuestos presentes en las vinazas, como las melanoidinas y los ftalatos, muestran actividad genotóxica, mutagénica y carcinogénica en células de cebolla, tilapia y organismos acuáticos. Para reducir la carga orgánica de las vinazas se han utilizado diversos métodos, como la biooxidación y la reacción de Fenton. Entre los ensayos más utilizados para estudiar la genotoxicidad y la mutagenicidad se encuentran la electroforesis en gel unicelular (ensayo cometa) y el test de Ames. Objetivo:
En este estudio se evaluó la genotoxicidad en linfocitos humanos y la mutagenicidad en Salmonella typhimurium inducidas por diferentes diluciones de vinazas producidas en la planta de producción de bioetanol de Frontino, Antioquia, antes y después de ser sometidas a procesos de biooxidación y Fenton. Métodos:
La genotoxicidad se evaluó mediante el ensayo cometa en linfocitos humanos, y la actividad mutagénica se evaluó mediante la prueba de Ames utilizando las cepas TA98 y TA100 de Salmonella typhimurium, con y sin la adición de enzimas microsomales (S9). Ambas pruebas se aplicaron a cada tipo de vinaza considerado en este estudio, incluyendo la vinaza cruda (RV), la vinaza bio-oxidada (BV) y la vinaza oxidada por Fenton (FV). Resultados:
Los resultados mostraron que a dosis de RV superiores al 3%, la viabilidad disminuyó a valores entre el 70% y el 88%, mientras que para la BV y la FV, la viabilidad se mantuvo por encima del 93% y 94%, respectivamente. También se observó que la vinaza tenía un efecto dosis-dependiente sobre la genotoxicidad. Sin embargo, no se observó actividad mutagénica en ninguna de las cepas de Salmonella evaluadas, lo que indica que la vinaza no induce mutaciones. Conclusiones:
Se subraya la importancia de abordar la contaminación por vinaza y los métodos de tratamiento para reducir su toxicidad. Sin embargo, es necesario seguir investigando para comprender plenamente los riesgos asociados a la exposición a la vinaza y desarrollar estrategias de mitigación eficaces.