Actividad genotóxica y mutagénica de vinazas producidas en una planta piloto de producción de bioetanol en Frontino, Antioquia

Abstract

RESUMEN: una de las actividades humanas más prominentes es la producción de biocombustibles, la cual es una industria contribuyente clave de la economía mundial, pero también es una de las principales fuentes de contaminación ambiental debido a la descarga de un enorme volumen de aguas residuales de color oscuro denominadas vinazas. Estas, contienen sólidos totales muy altos, sulfatos, fosfatos, compuestos fenólicos y varios metales tóxicos, así como una demanda biológica y química de oxígeno muy alta, melanoidinas, ftalato de di-n-octilo, ftalato de di-butilo, ácido bencenopropanoico, ácido 2-hidroxisocaproico y metales tóxicos, de los cuales existe evidencia de que son genotóxicos, carcinógenos, mutagénicos y disruptores endocrinos. (García et al., 2021). Colombia cuenta con 14 ingenios azucareros donde se produce bioetanol. En el Departamento de Antioquia, se puso en funcionamiento una plana piloto de bioetanol en Frontino, como parte de un proyecto nacional que busca demostrar la viabilidad de producir biocombustibles a pequeña escala y con tecnología nacional. Es así como en esta investigación se pretende determinar la actividad mutagénica y genotóxica de vinazas producidas en la planta piloto instalada en el municipio de Frontino, Antioquia; para dicha investigación, se usó una batería de ensayos de laboratorio como la prueba de Allium cepa, el ensayo cometa y el test de Ames. Se encontró que las vinazas tienen un efecto citotóxico y genotóxico al afectar la división celular, producir aberraciones cromosómicas y micronúcleos en células de A. cepa. En linfocitos humanos la vinaza produjo citotoxicidad en concentraciones por encima de 3 % y en las dosis evaluadas hasta 3 % se presentó quiebres en las cadenas del ADN. En Salmonella typhymurium no hubo efecto mutagénico. Por último, los tratamientos de bioxidación y oxidación química aplicados a la vinaza cruda mostraron un efecto protector en células vegetales y animales.

ABSTRACT: one of the most prominent human activities is the production of biofuels, which is a key contributing industry to the global economy, but is also one of the major sources of environmental pollution due to the discharge of a large volume of dark-colored wastewater called "vinasse." These vinasses contain very high levels of total solids, sulfates, phosphates, phenolic compounds, various toxic metals, as well as a high biological and chemical oxygen demand, melanoidins, di-n-octyl phthalate, di-butyl phthalate, benzenepropanoic acid, 2-hydroxyisocaproic acid, and toxic metals, of which there is evidence that they are genotoxic, carcinogenic, mutagenic, and endocrine disruptors. Colombia has 14 sugar mills where bioethanol is produced. In the Antioquia Department, a bioethanol pilot plant was put into operation in Frontino as part of a national project aimed at demonstrating the feasibility of producing biofuels on a small scale with domestic technology. This research aims to determine the mutagenic and genotoxic activity of vinasse produced in the pilot plant located in the municipality of Frontino, Antioquia. For this investigation, a battery of laboratory tests such as the Allium cepa test, the comet assay, and the Ames test were used. It was found that vinazas have a cytotoxic and genotoxic effect by affecting cell division, producing chromosomal aberrations, and micronuclei in A. cepa cells. In human lymphocytes, vinasse produced cytotoxicity at concentrations above 3%, and at the evaluated doses of up to 3%, there were DNA strand breaks. There was no mutagenic effect on Salmonella typhimurium. Finally, biooxidation and chemical oxidation treatments applied to raw vinasse showed a protective effect on plant and animal cells.