Fotocatálisis basada en TiO2 como una alternativa para la eliminación de Saccharomyces cerevisiae, utilizada en la industria de alimentos

Abstract

La fotocatálisis heterogénea ha tomado una mayor importancia durante los últimos años como una tecnología eficiente en la eliminación de microorganismos, gracias a que posee la capacidad de inactivar y eliminar, levaduras, bacterias, virus y hongos en presencia de un fotocatalizador. En esta investigación se usaron materiales fotocatalíticos a base de dióxido de titanio para la inactivación Saccharomyces cerevisiae, el TiO2 se obtuvo por el método de sol-gel, luego fue dopado con Cr y modificado por reducción fotoquímica de Pd y Ag, usando tres contenidos diferentes de metal en peso (0.1, 0.25 y 0.5%). La caracterización de los fotocatalizadores, TiO2, Cr-TiO2, Ag (0,1%) / Cr-TiO2, Ag (0,2%) / Cr-TiO2, Ag (0,25%) / Cr-TiO2, Pd (0,1%) / Cr-TiO2 y Pd (0,2%) / Cr-TiO2, Pd (0,25%) / Cr-TiO2 realizó, por Difracción de rayos X (DRX), Espectrofotometría Ultravioleta-Visible de reflectancia difusa (UV-Vis DRS), Fisisorción de nitrógeno y Espectroscopia Infrarroja con transformada de Fourier (FTIR).

Las pruebas de actividad fotocatalítica de los materiales mencionando anteriormente se realizaron en la eliminación de la levadura Saccharomyces cerevisiae como microorganismo modelo presente en la industria de alimentos. Las reacciones fueron sometidas a irradiación UV-Vis por 4 horas con intensidad de luz de 30 W/m2. Pasado el tiempo total de reacción se tomó muestra para análisis microbiológico de levaduras, la cuantificación se realizó por el método de siembra en superficie en medio Sabouraud Dextrose Agar, la incubación se realizó por 48 horas a 28°C, finalmente los resultados se expresaron en número estimado de levaduras/mL.

El fotocatalizador que presentó la mejor efectividad fue el material Pd (0.5%) /Cr-TiO2 con una eliminación del 99.71% de Saccharomyces cerevisiae los resultados obtenidos se atribuyen a que es uno de los materiales que presenta una mayor superficie específica y un número amplio de sitios activos para absorción del contaminante. Por otro lado, el paladio presenta solubilidad en lípidos, razón por la que tiene una mayor penetración en membrana celular de la levadura, generando estrés oxidativo y especies reactivas de oxígeno que dañan la envoltura pared celular y provocan la inactivación y muerte de la levadura.