Producción de biocemento con bacterias marinas
Uno de los principales desafíos hoy en día es cambiar nuestros materiales de infraestructura para que sean mas amigables con el medio ambiente, ya que nos enfrentamos a un grave problema de agotamiento de los recursos naturales y daños ambientales que conducen a la biodiversidad natural (lee et al., 2018).Un enfoque innovador para disminuir el impacto nocivo en el medio ambiente natural es utilizar microorganismo para producir materiales sostenibles con efectos dañinos reducidos en el medio ambiente.
El hormigón es un material primordial utilizado en la industria de la construcción debido a su alta resistencia y coste relativamente barato. El cemento es uno de los componentes del hormigón, es responsable de aproximadamente el 8% del CO2 global emisión, que hace que el cemento sea un material no sostenible y hace necesario encontrar alternativas.
La reciente conciencia de la producción de biocemento por microorganismos en condiciones in vitro ha llevado a la aparición del término MICP. El MICP permite construir biocemento duradero y sostenible a temperaturas moderadas.
Implementación del campo MICP
la producción de bio cemento a partir de la precipitación de carbonato de calcio inducida microbianamente (MICP) es un proceso que induce la precipitación biogeográfica del carbonato de calcio, ya que puede precipitarse en tes formas diferentes que se pueden ordenar de acuerdo con su estabilidad como calcita, aragonita y vaterita.
Existen muchas preocupaciones sobre los efectos adversos del uso en microorganismos extraños como capacidad de supervivencia; se realiza un estudio con el objetivo de investigar la producción de bio cemento por una prometedora bacteria derivada marina: Staphylococcus epidermidis adaptada para vivir en el medio ambiente marino y aplicarlo para mejorar la capacidad de retención de agua de arcilla marina como un enfoque innovador, sostenible, rentable y de ahorro de energía para la protección de la erosión costera.
staphylococcus epidermidis
Materiales y métodos
Recolección de muestras y cribado para la producción de ureasa
Los microorganismos se aislaron de muestras marinas (sedimentos y algas) recogidas en el mar Mediterráneo, costa de Abo Kier, Alejandría, Egipto y se cultivaron en agar nutriente preparado con agua de mar envejecida (28 g/l, esterilizado en autoclave a 121 °C durante 15 min) e incubado a 37 °C durante 24 h. Fenotípicamente se recogieron diferentes colonias para su purificación. La reacción de Gram se determinó para aislados purificados.
El medio de Christensen (medio de cultivo Agar Urea) se preparó para probar la producción de ureasa y las capacidades de utilización de urea de los aislados purificados. Brevemente, el medio consistió en (g/l): glucosa: 1.0; fosfato de dihidrógeno de potasio: 2.0; cloruro de sodio: 5.0; peptona: 0,2; urea: 20.0 y rojo fenol: 0.012 a pH: 7. Se esterilizó en autoclave a 121 °C durante 15 min, mientras que la urea se esterilizó por filtración a través de un filtro de jeringa de tamaño de poro de 0.45 μm. Agar: se agregó 15.0 en caso de medios sólidos. Los aislados se inocularon en el caldo y se rayaron en las placas de agar y luego se incubaron cultivos durante 24 h a 37 ° C. Klebsiella pneumoniae ATCC 13883 se utilizó como control positivo. Los aislados que pudieron convertir el medio en rojo o rosa se seleccionaron como ureasa positivos y se almacenaron como reservas de glicerol a -4 ° C para estudios adicionales.
Producción de biocemento
Para la producción en masa del biocemento, 450 ml de CaCl anhidro de 0,5 M2 se mezcló con 450 ml de 1 M de urea y 100 ml de líquido de cultivo de S. epidermidis EDH. El pH se ajustó a 7. El control negativo se preparó sin inóculo. El control positivo fue inoculado con K. pneumonia. Los cultivos se incubaron durante 10 días a 37 °C después de que los cristales de biocemento se examinaron con luz y microscopio electrónico de barrido (SEM, JSM-IT 200, Jeol, Japón). Además, la cantidad de biocemento precipitado se midió por filtración seguida de secado a 105 °C durante la noche.
Obtención de biocemento precipitado por S. epidermidis EDH (A), tras su secado a 105 °C durante la noche (B) y producción de cristales de biocemento bajo microscopía de luz (C).
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