Bacterial biodegradation of diisononyl phthalate: molecular characterization and optimization

Abstract

"Di-isononyl phthalate (DINP) is one of plasticizers most employed in the production of plastic materials and belongs to the most important environmental contaminants. In this work, a consortium of saline soil bacterial (SSB) capable of degrading DINP is presented. The genera of SSB-consortium were Serratia sp., Methylobacillus sp., Achromobacter sp., Pseudomonas sp., Stenotrophomonas sp., Methyloversatilis sp., Delftia sp. and Brevundimonas sp. Response surface methodology (RSM) study was employed to optimise and evaluate the culture conditions to improve the biodegradation of DINP. The optimal conditions were a pH 7.0, 31°C and an initial DINP concentration of 500 mg L-1, resulting in almost complete biodegradation (99%) in 168 h. DINP degradation followed a first-order kinetic model, and the half-life was 12.76 h. During the biodegradation of DINP, 4 derived-compounds were identified: monoisononyl phthalate, methyl nonyl phthalate, iso-nonanol, and dimethyl phthalate. The metabolite profiling indicated that DINP was degraded through simultaneous pathways of de-esterification and β-oxidation. Results suggest that the SSB-consortium could be useful for efficient biodegradation of the DINP-contaminated environments."

"El diisononilftalato (DINP) es uno de los plastificantes más empleados en la producción de materiales plásticos y pertenece a los contaminantes ambientales más importantes. En este trabajo se presenta un consorcio de bacterias de suelos salinos (SSB) capaz de degradar el DINP. Los géneros del consorcio fueron Serratia sp., Methylobacillus sp., Achromobacter sp., Pseudomonas sp., Stenotrophomonas sp., Methyloversatilis sp., Delftia sp. y Brevundimonas sp. Se empleó la estrategia de de metodología de superficie de respuesta (RSM) para optimizar y evaluar las condiciones de cultivo para la biodegradación del DINP. Las condiciones óptimas fueron un pH de 7.0, 31°C y una concentración inicial de -1 DINP de 500 mg L , lo que dio lugar a una biodegradación casi completa (99%) en 168 h. La degradación del DINP siguió un modelo cinético de primer orden, y la vida media fue de 12.76 h. Durante la biodegradación del DINP, se identificaron 4 compuestos derivados: monoisononilftalato, metilnonilftalato, iso-nanol y dimetil ftalato. El perfil de metabolitos indicó que el DINP se degradó a través de vías simultáneas de desesterificación y β-oxidación. Los resultados sugieren que el consorcio SSB podría ser útil para la biodegradación eficiente de los ambientes contaminados con DINP."