Efecto de acesulfame-K sobre la actividad respiratoria de barros activados en el tratamiento de aguas residuales conteniendo materia orgánica

Abstract

Las industrias de alimentos, bebidas y tabaco en Argentina representan el 21.4% del total de industrias en el país. Durante los procesos de elaboración de alimentos se utilizan grandes volúmenes de agua y se generan elevadas cantidades de agua residual. Dentro de las industrias de alimentos, la industria de bebidas no alcohólicas produce aguas residuales que provienen de operaciones de fabricación como lavado de frutas, envasado, lavados de tanques y envases reutilizables, etc. Asimismo, en algunos casos las aguas residuales incluyen productos devueltos del mercado debido a la caducidad o a fallas en el proceso de embotellado (por ejemplo falta de gas). El agua residual proveniente de estas industrias es una mezcla de productos químicos que incluyen alto contenido de azúcares 10-12% p/v (glucosa, fructosa, sacarosa), conservantes (ácido fosfórico, benzoato de sodio, sorbato de potasio), edulcorantes (ciclamato, aspartamo, acesulfame K, sucralosa) y otros aditivos como flavonoides (Tripoli y col., 2007). Por esta razón dichas aguas residuales poseen una elevada carga orgánica y a su vez compuestos recalcitrantes como conservantes y edulcorantes no calóricos. Estos edulcorantes no calóricos son utilizados en cantidades considerables en alimentos y bebidas; luego de su ingestión la mayoría pasa a través del organismo sin ser metabolizados y son excretados. Debido a ello, concentraciones traza de estos compuestos han sido encontrados en aguas superficiales en Europa (Loos y col., 2009). Los edulcorantes no calóricos como acesulfame K (ACE) y sucralosa han sido clasificados como contaminantes emergentes (Lange y col., 2012). La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USEPA) ha definido a los contaminantes emergentes como nuevas sustancias químicas sin regulación, dado que la toxicidad e impacto de estas sustancias sobre el medioambiente se encuentran en discusión. Estos compuestos son persistentes dado que se descargan a los cursos de agua en forma continua. Sin embargo, cabe destacar que en el caso particular de edulcorantes no calóricos el estudio de sus propiedades toxicológicas ha demostrado su persistencia y acumulación en ambientes acuáticos (Tollefsen y col., 2012). El ACE es una sal de potasio con un anillo aromático (6- metil-1,2,3-oxatiazin-4-ona-2, 2–dióxido). Alrededor de 90 países en el mundo aprobaron su empleo en bebidas y alimentos horneados (Kroger y col., 2006),es 200 veces más dulce que la sacarosa y en el Código Alimentario Argentino posee la identificación E950. Se utiliza en la mayoría de las líneas de bebidas light en el mundo, en marcas comerciales de primera línea en una concentración de 120 – 500 mg/L. ACE es generalmente resistente a hidrólisis (Lange y col, 2012) y presenta una incompleta remoción por ozonización (Scheurer y col., 2012). Por otro lado, se ha demostrado que el empleo de tratamientos fisicoquímicos como radiación UV genera intermediarios con una toxicidad mayor que ACE (Sang y col., 2014). Recientemente se ha informado que barros activados de plantas de tratamiento de aguas residuales domiciliarias han demostrado una capacidad para la biodegradación de ACE (Castronov y col,. 2017). Por ello es necesario estudiar el efecto de ACE sobre la actividad de barros activados. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo fue evaluar la actividad respiratoria de barros activados en presencia de ACE y la posibilidad de biodegradación de este compuesto como única fuente de carbono y energía.