Resumen

Está demostrada la presencia de restos de productos farmacológicamente activos en las aguas residuales, así como su baja eliminación en los procesos de depuración convencionales tal y como explica el estudio de Juan Antonio Cortacans Torre en su investigación “Presencia de fármacos en aguas residuales y eficacia de los procesos convencionales en su eliminación” que habla sobre como muchos de estos compuestos en las aguas superficiales y subterráneas se han detectado, existiendo estudios sobre los efectos acumulativos y tóxicos en los peces. Además, se cree que a mediano o largo plazo podrían llegar a producir efectos perjudiciales sobre la fauna acuática y sobre la salud humana. Los hábitos de consumo actuales en nuestra sociedad están generando una serie de residuos o micro contaminantes que hace tan solo unos años no existían, es por eso que surge la idea de obtener peroxidasa para con ayuda de esta se pueda degradar de las aguas residuales Naproxeno, la innovación de este proyecto es obtener peroxidasa a partir de papa e hígado de pollo ya que son los principales suplementos donde esta enzima se encuentra presente, además de que es fácil acceder a ellos y son de bajo costo.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Los problemas del agua se pueden resumir en la escasez física y el tratamiento de aguas residuales es por eso que la presencia de contaminantes y sustancias de producto farmacéutico se han convertido en un problema, Los contaminantes procedentes de actividades humanas que se encuentran en cuerpos de agua, debido a su falta de remoción pueden traer consecuencias a las especies y humanos que habitan en lugares contaminados para ello es indispensable hallar métodos y técnicas que nos permitan mejorar la calidad del agua, así como el tratamiento que se le da a esta, por lo cual en este proyecto hacemos énfasis en degradar los fármacos con la extracción de peroxidasas provenientes del hígado de pollo.

Antecedentes

La peroxidasa es una enzima que cataliza la oxidación de un sustrato por eliminación de hidrógeno. Se aplica a cualquiera de los fermentos, muy extendidos en el reino vegetal, que descomponen el peróxido de hidrógeno sin dejar oxígeno libre, sino oxidando otros compuestos, así mismo es una de las enzimas que “controlan el crecimiento fisiológico de las plantas, su diferenciación y desarrollo, participa en la construcción y lignificación de la pared celular, la regulación de niveles de auxina, la protección contra el deterioro de tejidos e infección por microorganismos patógenos y la oxidación de ácido indo acético” (Bautista, 1999). Las peroxidasas catalizan la oxidación de una gran variedad de sustratos orgánicos e inorgánicos, utilizando el peróxido de hidrogeno o un hidroperóxido orgánico como molécula aceptora de electrones (Hidalgo, 2011).

La POD (Peróxido de hidrógeno oxirreductasa) se encuentra ampliamente distribuida en las plantas, sin embargo, en la actualidad, la POD de la raíz de rábano silvestre (Armoracia lapothifolia) es la única que tiene aplicación práctica debido a que es la fuente que posee la mayor actividad de esta enzima. La mayoría de las fuentes comparadas con la raíz de rábano silvestre suelen contener niveles de actividad 10 – 100 veces menores (Bautista, 1999). La peroxidasa de rábano es una enzima muy efectiva, pero su utilización está limitada debido a los altos costo y su limitación para reconocer nuevos sustratos (Rivas, s.f.).

Por ello que se desea innovar las técnicas de degradación de fármacos de esta categoría usando la peroxidasa obtenida de verduras ya que es una alternativa viable y amigable para el medio ambiente. Además de que los antecedentes de degradación de paracetamol, naproxeno y diclofenaco son principalmente mediante métodos químicos.

Objetivo

Objetivo general

• Degradar naproxeno con peroxidasa obtenida del hígado de pollo (Gallus gallus domesticus) y papa (Solanum tuberosum)

Objetivos específicos

• Extraer peroxidasa del hígado de pollo con solución de fosfato ácido de potasio
• Extraer peroxidasa de papa con solución de fosfato ácido de potasio
• Realizar reacciones oxidativas de degradación para Naproxeno utilizando peroxidasa proveniente del hígado de pollo y papa

Justificación

Cada día es más preocupante la contaminación del agua, debido a la escasez que existe actualmente de este compuesto esencial para la vida. Los contaminantes emergentes son moléculas que llegan al medio ambiente producto de la actividad diaria del humano. En este grupo se encuentra una variada cantidad de moléculas entre las cuales se incluyen los fármacos. Estos llegan a las aguas residuales al ser eliminados del organismo luego de ser administrados o desechados y como residuos de su uso a nivel industrial. Si bien la OMS indica que las concentraciones son tan bajas que no presentarían riesgo alguno para la salud humana, existen estudios que han demostrado que a bajas concentraciones causan alteraciones en animales acuáticos y no acuáticos, llevando incluso a la muerte de algunas especies. Dentro de las posibles soluciones de este invisible pero gran problema se encuentra la Biorremediación.

Ya que por este medio se pretende realizar el estudio de la degradación de fármacos (Naproxeno) que se encuentran presentes en el agua a partir de la peroxidasa obtenida de la papa (Solanum tuberosum) y el hígado de pollo (Gallus gallus domesticus)

Hipótesis

Si con la peroxidasa extraída de hígado de pollo (Gallus gallus domesticus) y papa (Solanum tuberosum) se puede degradar al naproxeno, entonces será posible implementar a esta enzima como un método eficaz y económico.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales:

• 9 hígados de pollo
• 1.5 kg de papa
• Naproxeno (250mg) 10 tabletas
• 10 Lt de agua destilada
• 200 ml de Alcohol Etílico
• fosfato dibásico de potasio (K2HPO4)
• papel filtro
•  5 matraz volumétrico de 50 ml
• Probeta 100ml
• pipeta
• Embudo
• Baso de precipitado de 250 ml
• espátula

Procedimiento

A continuación, se describe la metodología empleada para la extracción primeramente de la peroxidasa de las fuentes ya referidas y posteriormente el tratamiento que se dio al naproxeno para su degradación.

Extracción de peroxidasa. 

1. Lavar el hígado de pollo y pesarlo, así mismo pesar 500 g de papa limpia y picarla en trozos
2. Homogeneiza, en licuadora por separado, con fosfato dibásico de potasio (K2HPO4) 0.1 M en agua destilada, durante tres minutos, con intervalos de 30 segundos, a temperatura ambiente.
3. El homogenizado obtenido de ambos se filtra.
4. La parte líquida de ambos se centrifuga en diferentes tubos a 6000 rpm en una centrifuga, durante 20 minutos
5. El sobrante se mantiene en refrigeración a 4 °C hasta su uso

B) Tratamiento de naproxeno con peroxidasa extraída.

1. Preparar una solución de Naproxeno estándar con una concentración de 1mg/ml.
2. Se colocan 50 ml de solución de naproxeno en un vaso de p.p. de 250 ml y se adicionan 8 ml del extracto de peroxidasa extraída de hígado de pollo, agitar y se dejar reposar por tiempos de 5, 10, 15 y 20 minutos
3. Trascurrido el tiempo se procede a medir la absorbancia de las muestras anteriores a 245 nm.
4. Se procede de igual manera, pero incrementado los tiempos a 60, 90 120 y 150 minutos.
5. Se procede exactamente igual con la peroxidasa extraída de papa como en los pasos del 2 al 4 anteriores.

Galería Método

Resultados

En la tabla 1 y 2 se muestran los resultados obtenidos de la degradación de naproxeno con peroxidasa extraída de hígado de pollo y extracto de papa.

Como se puede apreciar en las tablas, con la peroxidasa extraída de hígado de pollo se degrada el 94.36 % de naproxeno en 40 minutos, mientras que con la peroxidasa extraída de papa se degrada el 86 % de naproxeno en 40 minutos

La tabla 3 muestra un comparativo de degradación de naproxeno con otros métodos pudiéndose observar que la peroxidasa proveniente de hígado de pollo degrada mucho más naproxeno

Galería Resultados

Discusión

La tabla 3 muestra un comparativo de degradación de naproxeno con otros métodos pudiéndose observar que la peroxidasa proveniente de hígado de pollo y de papa  degrada mucho más naproxeno en menos tiempo, demostrando la eficiencia de este metodo, cumpliendo con los objetivos redactados anterior mente.

Conclusiones

Con base a los objetivos planeados al inicio de ls investigación se puede concluir lo siguiente:

• Se logró extraer peroxidasa del hígado de pollo con solución de fosfato ácido de potasio
• Se logró extraer peroxidasa de papa con solución de fosfato ácido de potasio
• Fue posible realizar reacciones oxidativas de degradación para Naproxeno utilizando peroxidasa proveniente del hígado de pollo y papa
• Con peroxidasa extraída de hígado de pollo se degradó el 94.36 % de naproxeno en 40 minutos.
• Con peroxidasa extraída de papa se degradó se el 86 % de naproxeno en 40 minutos.
• Es más eficaz la peroxidasa extraída del hígado de pollo que la peroxidasa extraída de papa.

Bibliografía

1. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

Allende, B. J. (1999, 30 junio). Repositorio Bibliotecas U de C: Biotransformación y/o degradación de diclofenaco por hongos con actividad lignolítica. http://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/6602

Bautista Ardila et. al. (1999) Peroxidasa de plantas tropicales. Extraído el XI/04/2018 desde https://revistas.unal.edu.co/index.php/rcolquim/article/view/17382/18258

Hidalgo, N. (2011). Caracterización químico-física de la peroxidasa de palma Chamaerops excelsa. Universidad de Salamanca Facultad de Ciencias Químicas. Salamanca. Extraído el IX/04/2018 desde https://gredos.usal.es/jspui/bitstream/10366/110695/1/DQFI_Hidalgo_Cuadrado_N_Caracterizacion.pdf

Marotta, R., Spasiano, D., Di Somma, I. y Andreozzi, R. “Photodegradation of naproxen and its photoproducts in aqueous solution at 254 nm: A kinetic investigation”. En Water Research, 2013; (47), 373-383

Casado Merino, C. (2010) Degradación de naproxeno y carbamazepina por tratamientos microbiológicos. Tesis de Ingeniería Química.  Universidad Rey Juan Carlos. España

Summary

The presence of remains of pharmacologically active products in wastewater has been demonstrated, as well as their low elimination in conventional purification processes, as explained in the study by Juan Antonio Cortacans Torre in his research “Presence of drugs in wastewater and effectiveness of conventional processes in their elimination” that talks about how many of these compounds have been detected in surface and groundwater, and there are studies on the cumulative and toxic effects on fish. Furthermore, it is believed that in the medium or long term they could produce harmful effects on aquatic fauna and human health. Current consumption habits in our society are generating a series of waste or micropollutants that did not exist just a few years ago, which is why the idea of ​​obtaining peroxidase arises so that Naproxen can be degraded from wastewater with the help of it. The innovation of this project is to obtain peroxidase from potatoes and chicken liver since they are the main supplements where this enzyme is present, in addition to being easy to access and low cost.

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography