Ciencia y Educación
(L-ISSN: 2790-8402 E-ISSN: 2707-3378)
Vol. 6 No. 2
Febrero del 2025
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EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE ASPERGILLUS SPP EN LA
DEGRADACIÓN DEL PLÁSTICO
EVALUATION OF ASPERGILLUS SPP BEHAVIOR IN PLASTIC DEGRADATION
Autores: ¹Zukov Harold Llano Lopez, ²Yohn Enrique Choque Incacutipa, ³Reyfer Hugo
Paniagua Ramos y
4
Gina Milagros Arocutipa Phatti y
5
Alessandro del Piero Gutiérrez
Paredes.
¹ORCID ID: https://orcid.org/0009-0004-6776-2859
²ORCID ID: https://orcid.org/0009-0006-7327-0847
³ORCID ID: https://orcid.org/0009-0004-8476-3378
4
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-8567-7851
5
ORCID ID: https://orcid.org/0009-0005-7855-370X
¹E-mail de contacto: zllanolop@unjbg.edu.pe
²E-mail de contacto: ychoqueinc@unjbg.edu.pe
³E-mail de contacto: rpaniaguar@unjbg.edu.pe
4
E-mail de contacto: gmarocutipap@unjbg.edu.pe
5
E-mail de contacto: agutierrezpar@unjbg.edu.pe
Afiliación: ¹* ²*³*
4
*
5
* Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, (Perú).
Articulo recibido: 1 de Enero del 2025
Articulo revisado: 3 de Enero del 2025
Articulo aprobado: 14 de Febrero del 2025
¹Estudiante del VI ciclo de la carrera profesional de Ingeniera Ambiental de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, (Perú).
²Estudiante del VI ciclo de la carrera profesional de Ingeniera Ambiental de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, (Perú).
³Estudiante del VI ciclo de la carrera profesional de Ingeniera Ambiental de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, (Perú).
4
Estudiante del VI ciclo de la carrera profesional de Ingeniera Ambiental de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, (Perú).
5
Estudiante del VI ciclo de la carrera profesional de Ingeniera Ambiental de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, (Perú).
Resumen
La creciente acumulación de plásticos en el
medio ambiente es uno de los problemas más
urgentes a los que se enfrenta la humanidad en
la actualidad. Los plásticos, ampliamente
utilizados en diversas industrias debido a sus
propiedades de durabilidad y versatilidad, son
extremadamente persistentes en los
ecosistemas, lo que contribuye a la
contaminación y los efectos negativos sobre la
biodiversidad y la salud humana. A pesar de los
esfuerzos por reducir el uso de plásticos y
promover su reciclaje, la degradación natural de
estos materiales sigue siendo un desafío
importante. En este contexto, la búsqueda de
soluciones biológicas para mitigar la
contaminación plástica ha cobrado relevancia.
Recientemente, los hongos han sido
identificados como posibles agentes biológicos
con capacidad para descomponer plásticos,
abriendo nuevas perspectivas para el
tratamiento y la remediación de desechos
plásticos. En particular, Aspergillus spp., un
género de hongos filamentosos ampliamente
distribuido en la naturaleza, ha mostrado
propiedades prometedoras para la degradación
de varios tipos de plásticos. La capacidad de
estas especies para producir enzimas que
pueden romper estructuras complejas de
polímeros ha suscitado un creciente interés en
su potencial biotecnológico. Este artículo tiene
como objetivo explorar el comportamiento de
Aspergillus spp. en la degradación del plástico,
analizando los mecanismos involucrados, los
factores que afectan su eficacia y las
investigaciones más recientes sobre su
aplicación en la biotecnología ambiental. A
través de un enfoque multidisciplinario, se
evaluará el potencial de estos hongos como una
alternativa viable y sostenible para enfrentar la
crisis global del plástico.
Palabras clave: Hongos, Degradación,
Microplásticos, Aspergillus spp, Plásticos.
Abstract
The increasing accumulation of plastics in the
environment is one of the most pressing
problems facing humanity today. Plastics,
widely used in various industries due to their
durability and versatility properties, are
extremely persistent in ecosystems,
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contributing to pollution and negative effects
on biodiversity and human health. Despite
efforts to reduce the use of plastics and promote
their recycling, the natural degradation of these
materials remains a major challenge. In this
context, the search for biological solutions to
mitigate plastic pollution has gained relevance.
Recently, fungi have been identified as
potential biological agents with the capacity to
decompose plastics, opening new perspectives
for the treatment and remediation of plastic
waste. In particular, Aspergillus spp., a genus
of filamentous fungi widely distributed in
nature, has shown promising properties for the
degradation of various types of plastics. The
ability of these species to produce enzymes that
can break down complex polymer structures
has sparked growing interest in their
biotechnological potential. This article aims to
explore the behavior of Aspergillus spp. in
plastic degradation, analyzing the mechanisms
involved, the factors affecting their
effectiveness and the most recent research on
their application in environmental
biotechnology. Through a multidisciplinary
approach, the potential of these fungi as a
viable and sustainable alternative to face the
global plastic crisis will be evaluated.
Keywords: Fungi, Degradation,
Microplastics, Aspergillus spp, Plastics.
Sumário
A crescente acumulação de plásticos no
ambiente é um dos problemas mais prementes
que a humanidade enfrenta hoje. Os plásticos,
amplamente utilizados em diversas indústrias
devido às suas propriedades de durabilidade e
versatilidade, são extremamente persistentes
nos ecossistemas, contribuindo para a poluição
e efeitos negativos na biodiversidade e na saúde
humana. Apesar dos esforços para reduzir a
utilização de plásticos e promover a sua
reciclagem, a degradação natural destes
materiais continua a ser um grande desafio.
Neste contexto, a busca por soluções biológicas
para mitigar a poluição plástica tem ganhado
relevância. Recentemente, os fungos foram
identificados como potenciais agentes
biológicos com capacidade de decompor
plásticos, abrindo novas perspectivas para o
tratamento e remediação de resíduos plásticos.
Em particular, Aspergillus spp., gênero de
fungos filamentosos amplamente distribuídos
na natureza, tem apresentado propriedades
promissoras para a degradação de diversos
tipos de plásticos. A capacidade destas espécies
de produzir enzimas capazes de quebrar
estruturas poliméricas complexas tem
despertado um interesse crescente no seu
potencial biotecnológico. Este artigo tem como
objetivo explorar o comportamento de
Aspergillus spp. na degradação do plástico,
analisando os mecanismos envolvidos, os
factores que afectam a sua eficácia e as
pesquisas mais recentes sobre a sua aplicação
na biotecnologia ambiental. Através de uma
abordagem multidisciplinar, será avaliado o
potencial destes fungos como uma alternativa
viável e sustentável para enfrentar a crise
global do plástico.
Palavras-chave: Fungos, Degradação,
Microplásticos, Aspergillus spp, Plásticos.
Introducción
Debido a su alta resistencia a la corrosión y
degradación, baja densidad, baja conductividad
eléctrica y térmica y, sobre todo, su bajo costo
de producción, los plásticos son,
probablemente, los materiales más utilizados en
el hogar e industria (Muñante, 2020). Las cosas
que usamos todos los días son contaminantes
potenciales, pero el plástico es el peor. Lo más
impactante y problemático del plástico es que
está tan presente en nuestra vida diaria y
nuestros hábitos de consumo lo hacen nunca
desaparecer de nuestras vidas diarias (Cedeño et
al., 2022).
Ante este problema latente, el proceso de
biorremediación debe considerar ciertos
factores, ya que existen situaciones que tienden
a presentar procesos lentos para reducir un
agente contaminante específico, pero que
suelen tener resultados positivos en cuanto a la
degradación. En el proceso de biodegradación
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de los plásticos, hay dos etapas diferentes: una
directa, en la que los plásticos se convierten en
alimentos para el crecimiento de los microbios,
y una indirecta, en la que los productos
metabólicos de los microbios afectan la
estructura del plástico (Santacoloma-Londoño
et al., 2019). Los hongos filamentosos aislados
de otros plásticos que degradan el polietileno de
baja densidad, como Aspergillus Avus,
Penicillium chrysogenum, y Penicillium
viridicatum, son esenciales para la degradación
del plástico. Además, se demostró la eficacia de
los hongos filamentosos en la degradación de
polietileno de baja densidad en medios
minerales (Soncco & Zavaleta, 2022).
En la presente investigación se determinará la
efectividad de hongos filamentosos
degradadores de polietileno de baja densidad,
aislados de plásticos presentes en el Ciudad
Universitaria, con el objetivo de determinar la
efectividad del hongo Aspergillus spp en la
degradación del polietileno de baja densidad,
evaluando su capacidad para reducir la
acumulación de residuos plásticos en el medio
ambiente.
Materiales y Métodos
Se realizó un estudio de tipo aplicado con un
enfoque cuantitativo, en el cual se evaluó la
capacidad de Aspergillus spp. para degradar
plástico en diferentes condiciones
experimentales. El diseño del estudio fue
experimental, ya que la variable independiente
(la presencia de Aspergillus spp. en diferentes
proporciones). El cual se llevó a cabo utilizando
el software Statgraphics como el excel.
Se empleó arroz graneado como sustrato
principal para el cultivo del hongo Aspergillus
spp. , al que se le añadió glucosa como fuente
de carbono y cloranfenicol para evitar el
crecimiento bacteriano. Esta mezcla fue
colocada en un recipiente cubierto con una tela
estéril que permitió la ventilación.
Posteriormente, el recipiente fue enterrado en
suelo fértil, manteniendo condiciones de
humedad adecuadas mediante riegos
moderados durante un período de una a dos
semanas. Una vez transcurrido este tiempo, el
cultivo fue retirado cuidadosamente del suelo y
trasladado al laboratorio para su análisis.
En el laboratorio, el hongo fue identificado
mediante la preparación de laminillas teñidas
con azul de lactofenol. Se utilizó una asa
micológica esterilizada para tomar pequeñas
muestras del micelio, que fueron colocadas
sobre portaobjetos con una gota de colorante.
Estas preparaciones fueron examinadas al
microscopio para observar las características
morfológicas que confirmará la presencia de
Aspergillus spp. Todas las manipulaciones se
realizan bajo estrictas condiciones de esterilidad
para evitar cualquier tipo de contaminación
cruzada.
Para obtener un cultivo más puro, el hongo
identificado se sembró en agar papa dextrosa
(PDA), previamente preparado y vertido en 12
placas Petri estériles. Las placas fueron
incubadas a temperatura ambiente durante cinco
días, permitiendo el crecimiento visible del
hongo. Se llevaron a cabo procesos de
purificación al transferir porciones del micelio
a nuevos medios de cultivo, asegurando que las
muestras estuvieran libres de bacterias u otros
microorganismos.
La capacidad del hongo para degradar plástico
biodegradable fue evaluada utilizando piezas de
plástico degradable de 2×2 cm. Estas piezas
fueron desinfectadas sumergiéndose durante 30
minutos en una solución compuesta por 0,5 ml
de cloranfenicol en agua destilada esterilizada.
Luego, se secaron primero con papel filtro y
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posteriormente en una estufa a 60 °C durante 30
minutos, tras lo cual se registró su peso inicial
en una balanza analítica. Cada pieza de plástico
se colocó en contacto directo con el micelio de
Aspergillus spp. en las placas de PDA. Las
placas fueron incubadas durante 15 días a
temperatura ambiente. Finalmente, las piezas
fueron retiradas, limpiadas cuidadosamente,
secadas nuevamente y pesadas para determinar
la pérdida de masa como indicador del proceso
de biodegradación.
Resultados y Discusión
En el presente estudio se dio a conocer la
degradación de plástico mediante la utilización
de un hongo muy conocido en el ámbito de la
biotecnología, se llevaron a cabo diferentes
análisis para determinar el hongo aspergillus, ya
que existen diferentes tipos de hongos de la
misma especie, pero no tiene la alta capacidad
de degradar el plástico a grandes rasgos. En la
tabla 1 se puede apreciar el % de degradación
del plástico empleando el hongo aspergillus
spp.
Tabla 1. Resultados de la degradación del plástico con Aspergillus spp. obtenidos a los 15 días
Muestras
Peso Inicial (g)
Peso Final (g)
Degradación (g)
Degradación (%)
1
0.9205
0.9039
0.0166
1.6644
2
0.9199
0.9016
0.0183
1.8316
3
0.9214
0.8981
0.0233
2.2356
Fuente: Elaboración propia
Tabla 2. Análisis de varianza de las muestras y el tiempo (días) de la degradación del plástico
Fuente
Suma de Cuadrados
Gl
Cuadrado Medio
Razón - F
p-valor
Muestras
0.19
2
0.09
4.08
0.1082
Días
2.38
2
1.19
51.72
0.0014
Error
0.09
4
0.02
Total
2.66
8
Fuente: Elaboración propia
En la tabla 1 se compararon el peso inicial y
final de tres muestras, así como la pérdida de
masa en gramos y el porcentaje de degradación.
En la muestra 1 tuvo una degradación de 0.0166
g, lo que corresponde a un 1.6644% de
degradación; en la muestra 2 presentó una
degradación de 0.0183 g, equivalente al
1.8316% y en la muestra 3 mostró la mayor
degradación, con una pérdida de 0.0233 g,
representando un 2.2356%.
La relación del tiempo y la degradación del
plástico es muy importante como lo comenta
Córdoba et al., (2024) que en su investigación
el hongo presentó una diferencia significativa
entre los tiempos, siendo superior la
degradación a mayor tiempo de 60 días.
Asimismo Uygun & Malkoç, (2024) observaron
que el potencial de degradación de Aspergillus
niger es del 71,1%, siendo muy recomendable
para la eliminación del plástico, sin embargo El-
Dash et al., (2023) en su estudio menciona que
las muestras de PVC se degradaron en un 10%
y un 32% después de 1 mes de incubación con
Aspergillus spp.
En la tabla 2 podemos ver la tabla ANOVA, las
muestras presentan una suma de cuadros de
0.19 y una razón F de 4.08, con un p - valor de
0.1082, indicando que no hay una diferencia
significativa entre las muestras (p>0.05), donde
se obtuvo de cuadrados 2.38 y una razón de F
de 51.72, con un p-valor de 0.0014, indicando
una diferencia significativa (p<0.05), dando a
conocer que el tiempo influye
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significativamente en la degradación del
plástico.
Para determinar cómo influye el medio de
cultivo en la degradación de plástico, se utilizó
un medio sólido donde tuvo contacto el hongo
Aspergillus spp con el polietileno, en la tabla 2
se puede observar los días y el peso del plástico.
Comparado con otras estrategias, como el uso
de bacterias o procesos físico químicos, los
hongos como Aspergillus niger tienen la ventaja
de penetrar las matrices plásticas mediante su
micelio, aumentando el área de contacto y la
eficacia del proceso Temporiti et al., (2022).
Tabla 3 Resultados de la degradación del
tiempo de degradación en días del plástico con
Aspergillus spp.
Muestras
Peso (g)
Dia 7
Dia 11
Dia 15
1
0.0026
0.0059
0.0131
2
0.0033
0.0090
0.0164
3
0.0035
0.0140
0.0233
Fuente: Elaboración propia
Es importante reconocer que el hongo
Aspergillus, producen enzimas extracelulares
para degradar el polietileno de baja densidad
(PEBD), esto reportó Yepes, (2014) en sus
cepas fúngicas que degradan el PEBD. En el
estudio realizado por Gutiérrez (2019) nos
muestra que el hongo Aspergillus spp, tuvo una
degradación notoria siendo muy efectiva,
perdiendo 172,98 mg de polietileno.
En la figura 1 se puede observar el crecimiento
de una probabilidad normal del hongo
Aspergillus spp, donde tiene un crecimiento
particular, teniendo un buen desarrollo en la
degradación del hongo.
En la Figura 1 muestra una relación positiva
entre el peso del plástico degradado y el
porcentaje de degradación bajo condiciones
controladas. Esto sugiere que el hongo
Aspergillus niger spp puede metabolizar
fragmentos del plástico, posiblemente a través
de la producción de enzimas como hidrolasas o
ligninas. Estas enzimas, según estudios previos,
pueden atacar la estructura de plásticos como el
polietileno y el polipropileno (Varshney et al.,
2023).
Figura 1: Probabilidad normal de degradación
del hongo Aspergillus spp.
Figura 2: Tiempo de degradación del hongo
aspergillus spp.
En la figura 2 se ilustra claramente el tiempo de
exposición al hongo Aspergillus spp. afecta la
degradación del plástico. Los resultados
sugieren que el hongo es más efectivo en la
descomposición del plástico con el paso del
tiempo, alcanzando su máxima eficiencia a los
15 días. Esta información es crucial para
entender el potencial de Aspergillus spp. en
aplicaciones de biodegradación y en la lucha
contra la contaminación plástica.
Conclusiones
Aspergillus spp. tiene un potencial prometedor
para degradar plásticos bajo condiciones
controladas, aunque su efectividad depende del
tipo de plástico y las condiciones
ambientales.Los hongos pueden actuar como
una herramienta complementaria en programas
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de manejo de residuos sólidos, especialmente en
la degradación de polímeros recalcitrantes. La
investigación resalta la necesidad de combinar
enfoques biológicos con tratamientos físico-
químicos para lograr una degradación más
eficiente. Aspergillus spp. es un género muy
versátil con relevancia ambiental,
biotecnológica y médica, lo que lo convierte en
un objeto de estudio importante en áreas como
la biorremediación y la producción de
compuestos industriales.
Agradecimientos
Se agradece el apoyo del Ing. Jeanfranco Alfredo
Ibarra Kocfú docente del curso de Biotecnología
Ambiental de la Escuela de Ingeniería Ambiental de
la Universidad Jorge Basadre Grohmann de Tacna,
Perú.
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