Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодежи в области рационального природопользования
| Вид материала | Документы |
| ВЛИЯНИЕ ИСТОЧНИКА АЗОТА НА ПРОДУКЦИЮ БИОСУРФАКТАНТОВ НЕФТЕОКИСЛЯЮЩИМИ БАКТЕРИЯМИ Нимченко Д.В., Волченко Н.Н., Карасева Э.В. |
- В 24-26 ноября 2009 года прошла Первая Всероссийская конференция с элементами научной, 235.13kb.
- Xli всероссийская научно-практическая конференция с элементами научной школы для молодежи, 113.55kb.
- Десятая международная конференция с элементами научной школы для молодежи «Управление, 46.41kb.
- Одиннадцатая международная конференция с элементами научной школы для молодежи, 60.65kb.
- Название файла в соответствии с требованиями, 84.44kb.
- Всероссийская молодежная конференция с элементами научной школы «Здоровье основа человеческого, 736.84kb.
- «Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский физико-химический институт, 707.41kb.
- Предварительная программа V международной конференции с элементами научной школы для, 473.58kb.
- Iii международная конференция с элементами научной школы для молодежи, 12.68kb.
- «Организационно-техническое обеспечение проведения всероссийской конференции с элементами, 61.09kb.
ВЛИЯНИЕ ИСТОЧНИКА АЗОТА НА ПРОДУКЦИЮ БИОСУРФАКТАНТОВ НЕФТЕОКИСЛЯЮЩИМИ БАКТЕРИЯМИ
Нимченко Д.В., Волченко Н.Н., Карасева Э.В.
ГОУ ВПО «Кубанский государственный университет»
Поступление нефти и нефтепродуктов в окружающую среду – острая проблема экологии. Губительное действие нефтяного загрязнения проявляется в изменении структуры биоценозов. Для ликвидации нефтяных загрязнений применяют биологический способ очистки с применением бактерий-деструкторов углеводородов. Однако деградация нефти ограничивается низкой биодоступностью ее компонентов. Перспективным методом решения является применение биосурфактантов – поверхностно-активных веществ микробного происхождения. Важнейшим свойством биоПАВ является способность действовать в двух направлениях: эмульгировать нефтепродукты, повышая их биодоступность; гидрофобизировать поверхности бактерий, повышая их сродство к водонерастворимым субстратам.
Актуальными являются исследования, направленные на оптимизацию процесса культивирования продуцентов биосурфактантов. Данные о питательных потребностях продуцентов биоПАВ позволят контролировать процесс получения биомассы бактерий с эмульгирующей активностью in vitro и управлять процессом биоремедиации in situ.
Объектом исследования послужили штаммы бактерий из коллекции нефтеокисляющих бактерий кафедры генетики и микробиологии КубГУ. Выбор основывали на сурфактантной активности жидких культур бактерий. Большинство отобранных штаммов относятся к группе актинобактерий [1].
Целью исследования: определение оптимальных условий азотного питания штаммов бактерий с поверхностно-активными свойствами.
Задачи. Изучить уровень поверхностной активности исследованных культур нефтеокисляющих бактерий на средах c различными источниками азота. Определить поверхностно-активные свойства при лимитации источника азота в среде культивирования.
По литературным данным [2], при составлении сред для культивирования микроорганизмов-продуцентов биосурфактантов важное значение имеет подбор источника азотах. Провели сравнение сурфактантной активности штаммов при росте на минеральных средах с различными источниками азота (табл. 1).
Таблица 1 – Сравнение поверхностной активности культур при росте на минеральной среде с различными неорганическими источниками азота
| Показатели сурфактантной активности | Штаммы | Источник азота | |||
| KNO3 | (NH4)2SO4 | NH4NO3 | (NH4)2SO4 KNO3 | ||
| Индекс эмульгации, % | Gordonia sp. Z 8 | 9 | 0 | 7 | 0 |
| Rhodococcus sp. J 8 | 52 | 6 | 0 | 14 | |
| Arthrobacter sp. F 6 | 4 | 0 | 0 | 0 | |
| Rh. erythropolis B 2 | 57 | 0 | 0 | 18 | |
| Поверхностное натяжение, мН/м | Gordonia sp. Z 8 | 40,6 | 54,6 | 38,1 | 56,3 |
| Rhodococcus sp. J 8 | 35,5 | 58,3 | 52,9 | 54,5 | |
| Arthrobacter sp. F 6 | 47,4 | 56,1 | 54 | 52 | |
| Rh. erythropolis B 2 | 30,8 | 54,4 | 47,9 | 52,5 | |
Установлено, что оптимальным источником азота в составе минеральной среды для большинства исследованных штаммов являются нитратные соединения. Наибольшие показатели поверхностной активности показали культуры при росте на минеральной среде с нитратом в качестве единственного источника азота. При пересеве культур продуцентов биоПАВ на минеральную среду, содержащую аммонийный источник азота наблюдалось увеличение уровня поверхностного натяжения и снижение эмульгирующей активности. Исключение составил штамм Gordonia sp. Z8. Максимальные показатели поверхностной активности жидких культур Z8 отмечены при инкубировании на минеральной среде как с нитратным, так и с аммиачным источником азота, значение силы поверхностного натяжения 40,6 и 38,1 мН/м соответственно.
Органические источники азота, такие как мочевина, аминокислоты, были менее эффективны в качестве источника азота по сравнению с нитратом в составе минеральной среды с гексадеканом. Питательной средой с органическим источником азота, наиболее благоприятной для формирования поверхностно-активных свойств у бактериальных культур, показал себя питательный бульон. Культуры, полученные на питательном агаре и дрожжевом экстракте, обладали меньшей поверхностной активностью, чем культуры, выращенные на мясопептонном бульоне.
Таблица 2 – Изменение поверхностно-активных свойств жидких культур бактерий в зависимости от концентрации источника азота в составе минеральной среды
| Показатели сурфактантной активности | Штаммы | Количество KNO3 в составе стандартной минеральной среды, г/л | ||
| 2 | 4 | 6 | ||
| Индекс эмульгации, % | Gordonia sp. Z 8 | 0 | 9 | 0 |
| Rhodococcus sp. J 8 | 31 | 52 | 4 | |
| Arthrobacter sp. F 6 | 0 | 4 | 0 | |
| Rh. erythropolis B 2 | 18 | 57 | 0 | |
| Поверхностное натяжение, мН/м | Gordonia sp. Z 8 | 63,4 | 40,6 | 60,7 |
| Rhodococcus sp. J 8 | 58,2 | 35,5 | 54,1 | |
| Arthrobacter sp. F 6 | 34,7 | 47,4 | 63 | |
| Rh. erythropolis B 2 | 45,1 | 30,8 | 56,6 | |
Также известно, что лимитация по азоту в нитратной форме ведет к увеличению продукции биоПАВ и изменению качественного состава и свойств биосурфактантов [3]. Исходя из этого, провели сравнение сурфактантных свойств жидких культур, полученных на минеральной среде с гексадеканом, при различных концентрациях нитрата в среде (табл. 2). Полученные данные указывают на отсутствие влияния азотного лимитирования на поверхностно-активные свойства исследованных культур. Для штамма Arthrobacter sp. F6 в жидкой культуре наблюдалось снижение уровня поверхностного натяжения с 47,4 до 34,7 мН/м при снижении концентрации нитрата калия в два раза.
Таким образом, оптимальными источниками азота в составе минеральной среды с углеводородом для большинства исследованных штаммов бактерий-продуцентов биоПАВ являются нитратные соединения. При культивировании на минеральной среде с нитратом или аммонием в качестве источника азота в культуре Gordonia sp. Z8 отмечалось снижение поверхностного натяжения до 38,1 мН/м, эмульгирующая активность – до 9%. Изменение сурфрактантных свойств культур при ограничении количества нитрата в составе питательной среды имеет место штаммоспецифичность. Внесение в минеральную среду с гексадеканом органических азотсодержащих компонентов приводило к снижению показателей поверхностной активности жидких культур большинства исследованных штаммов.
Список использованной литературы
- Гидрофобность клеток как критерий отбора бактерий-продуцентов биосурфактантов / Н.Н. Волченко, С.Г. Карасёв, Д.В. Нимченко, Э.В. Карасёва // Микробиология. – 2007. – №1. – С. 126-128.
- Ron E.Z., Rosenberg E. Natural role of biosurfactants // Environ. Microbiol. – 2001. – N 3(4). – P. 229-236.
3. Desai J.D., Banat I.M. Microbial production of surfactants and their commercial potential // Microbiol. Molecular. Biol. Rev. – 1997. – Vol. 61. – N 1. – P. 47-64.
УДК 504.03:33