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Efficient biodegradation of cyanide and ferrocyanide by Na-alginate beads immobilized with fungal cells of Trichoderma koningii

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Abstract:

Cyanide or metal cyanide contaminations have become serious environmental and food-health problems. A fungal mutant of Trichoderma koningii, TkA8, constructed by restriction enzyme-mediated integration, has been verified to have a high cyanide degradation ability in our previous study. In this study, the mutant cells were entrapped in sodium-alginate (Na-alginate) immobilization beads to degrade cyanide and ferrocyanide in a liquid mineral medium. The results showed that the fungus in immobilization beads consisting of 3% Na-alginate and 3% CaCl2 could degrade cyanide more efficiently than a nonimmobilized fungal culture. For maximum degradation efficiency, the optimal ratio of Na-alginate and wet fungal biomass was 20:1 (m/m) and the initial pH was 6.5. In comparison, cell immobilization took at least 3 and 8 days earlier, respectively, to completely degrade cyanide and ferrocyanide. In addition, we showed that the immobilized beads could be easily recovered from the medium and reused for up to 5 batches without significant losses of fungal remediation abilities. The results of this study provide a promising alternative method for the large-scale remediation of soil or water systems from cyanide contamination.

La contamination par le cyanure et les cyanures métalliques est devenue un problème environnemental et alimentaire sérieux. Un champignon mutant dérivé de Trichoderma koningii, TkA8, construit par REMI (restriction enzyme-mediated integration) s’est révélé capable de dégrader efficacement les cyanures dans une de nos précédentes études. Dans cette étude, les cellules mutantes en été capturées par de l’alginate de sodium sur des billes immobilisées afin de dégrader le cyanure et le ferrocyanure présent dans un milieu minéral liquide. Les résultats ont montré que les champignons sur billes immobilisées consistant en 3% d’alginate de sodium et 3% de CaCl2 pouvaient dégrader le cyanure plus efficacement qu’une culture de champignons non immobilisés. Le ratio optimal d’alginate et de biomasse fongique humide pour une dégradation optimale était de 20:1 (m/m) et le pH initial était de 6,5. En comparaison, les cellules immobilisées prenaient 3 et 8 jours de moins pour dégrader complètement le cyanure et le ferrocyanure respectivement. De plus, nous avons démontré que les billes immobilisées pouvaient facilement être récupérées du milieu et être réutilisées jusqu’à 5 fois sans perte significative de la capacité de restauration du champignon. Les résultats de cette étude présentent une alternative prometteuse pour la restaurauration à large échelle de sols ou de systèmes d’eau contaminés par les cyanures.

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2007

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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nrc/cjm/2007/00000053/00000009/art00001
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