ИЗУЧЕНИЕ СПОСОБНОСТИ ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ БУРОВЫХ ШЛАМОВ МИКРООРГАНИЗМОВ К СИНТЕЗУ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОЙ СОЛЕНОСТИ СРЕДЫ 

Плешакова Екатерина Владимировна, доктор биологических наук, доцент, профессор кафедры биохимии и биофизики, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского (Россия, г. Саратов, ул. Астраханская, 83), E-mail: plekat@yandex.ru
Колесник Сергей Дмитриевич, магистрант, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского (Россия, г. Саратов, ул. Астраханская, 83), E-mail: Sergey42560@yandex.ru 

579.222:504.72 

DOI

10.21685/2307-9150-2020-1-10 

Актуальность и цели. Микроорганизмы могут продуцировать биологические поверхностно-активные вещества (биоПАВ), которые имеют существенные преимущества перед синтетическими ПАВ: низкую токсичность, высокую биодеградабельность, устойчивую активность в условиях окружающей среды, улучшенные функциональные характеристики, возможность получения на возобновляемых источниках сырья. Микроорганизмы, изолированные из экстремальных экологических ниш и способные к синтезу биоПАВ в этих условиях, имеют большое значение для использования в биоремедиационных технологиях, особенно для утилизации отходов бурения, содержащих комплекс токсичных органических и неорганических соединений. В связи с этим мы оценили способность выделенных из буровых шламов микроорганизмов к синтезу биоПАВ в условиях повышенной солености среды.
Материалы и методы. Объектами исследований являлись шесть микробных штаммов, выделенных из буровых шламов: Halomonas sp. ОБР 1, Bacillus circulans НШ, B. firmus ОБР 1.1, B. firmus ОБР 3.1, Solibacillus silvestris ОБР 3.2; B. circulans ОБР 3.3 и контрольный нефтеокисляющий микроорганизм Dietzia maris АМ3. О способности микроорганизмов к синтезу биоПАВ при культивировании их в среде с различной концентрацией NaCl судили по показателю снижения поверхностного натяжения (Δσ) культуральной среды и супернатантов.
Результаты. Установлено, что пять из шести исследованных микробных штаммов способны к продукции эндо- и экзоПАВ при культивировании их в среде с повышенной соленостью (3,5 и 6,5 % NaCl). Исключение составил микробный штамм Halomonas sp. ОБР 1. Максимальные значения Δσ культуральной среды и супернатантов при культивировании микроорганизмов в среде с 3,5 %-й концентрацией NaCl определены у микроорганизмов B. firmus ОБР 3.1 и B. circulans ОБР 3.3; с 6,5 %-й концентрацией NaCl – у B. circulans НШ и B. firmus ОБР 1.1.
Выводы. Обнаруженные авторами свойства выделенных из буровых шламов микроорганизмов, способных продуцировать биоПАВ в условиях повышенной солености среды, открывают перспективу практического использования данных микроорганизмов в биотехнологиях детоксикации буровых отходов. 

Ключевые слова

биоПАВ, микробные штаммы, поверхностное натяжение, культуральная среда, супернатант 

 Скачать статью в формате PDF

1. Конон, А. Д. Микробные поверхностно-активные вещества как антимикробные и антиадгезивные агенты / А. Д. Конон, А. Б. Скочко, Т. П. Пирог // Наука и современность. – 2011. – Т. 8, № 1. – С. 25–30.
2. Methods for investigating biosurfactants and bioemulsifiers: a review / S. K. Satpute, A. G. Banpurkar, P. K. Dhakephalkar, I. M. Banat, B. A. Chopade // Critical Reviews Biotechnology. – 2010. – Vol. 30, № 2. – P. 1–18.
3. Singh, A. Recent advances in petroleum microbiology / A. Singh, J. D. Van Hamme, O. P. Ward // Microbiology and molecular biology reviews. – 2003. – Vol. 67, № 4. – P. 503–549.
4. Urum, K. Surfactants treatment of crude oil contaminated soils / K. Urum, T. Pekdemir, M. Зopur // Journal of Colloid and Interface Science. – 2004. – Vol. 276, № 2. – P. 456–464.
5. Oil recovery from fuel oil storage tank sludge using biosurfactants / T. M. S. Lima, A. F. Fonseca, B. A. Leão, A. H. Mounteer, M. R. Tótola, A. C. Borges // Journal Bioremediation & Biodegradation. – 2011. – № 2. – P. 125–130.
6. Effect of biosurfactant addition in a pilot scale dissolved air flotation system / F. C. P. Rocha e Silva, N. M. P. Rocha e Silva, A. E. Moura, R. A. Galdino, J. M. Luna, R. D. Rufino, V. A. Santos, L. A. Sarubbo // Separation Science and Technology. – 2015. – Vol. 50. – P. 618–625.
7. Куликова, О. А. Использование реагентов на основе поверхностно-активных веществ для очистки почв от нефтяного загрязнения / О. А. Куликова, Е. А. Мазлова, Д. И. Брадик, Е. П. Кудрова // Химия и технология топлив и масел. – 2018. – № 6. – С. 47–52.
8. Bachmann, R. T. Biotechnology in the petroleum industry : an overview / R. T. Bachmann, A. C. Johnson, R. G. J. Edyvean // International Biodeterioration & Biodegradation. – 2014. – Vol. 86. – P. 225–237.
9. Biosurfactants: promising molecules for petroleum biotechnology advances / D. G. De Almeida, R. C. F. Soares Da Silva, J. M. Luna, R. D. Rufino, V. A. Santos, I. M. Banat, L. A. Sarubbo // Frontiers in Microbiology. – 2016. – № 7. – P. 1718–1732.
10. Выделение биосурфактантов из супернатанта штаммов микроорганизмов Bacillus thuringiensis А1, Dietzia maris U.2.5 / А. Я. Ягафарова, Н. Б. Молдагулова, К. Т. Муканова, Д. Б. Канаев, А. Б. Курманбаева, Э. Ж. Хасенова // Биотехнология. Теория и практика. – 2012. – № 4. – С. 30–33.
11. Makkar, R. S. An update on the USA of unconventional substance for biosurfactant proction and their new application / R. S. Makkar, S. S. Cameotra // Applied Microbiology and Biotechnology. – 2002. – Vol. 58. – P. 428–434.
12. Пирог, Т. П. Синтез поверхностно-активных веществ нефтеокисляющими бактериями Rhodococcus erythropolis ЭК-1 / Т. П. Пирог, И. Н. Волошина, С. В. Игнатенко // Прикладная биохимия и микробиология. – 2011. – Т. 47, № 4. – С. 189–190.
13. Беляков, А. Ю. Скрининг микроорганизмов-деструкторов компонентов буровых растворов / А. Ю. Беляков, Е. В. Плешакова // Известия Саратовского университета. Новая серия. Сер.: Химия. Биология. Экология. – 2013. – Т. 13, № 4. – С. 37–42.
14. Беляков, А. Ю. Эколого-функциональные особенности бактерий, выделенных из буровых шламов / А. Ю. Беляков, Е. В. Плешакова, В. А. Амангалиева // Известия Самарского научного центра РАН. – 2014. – № 1. – С. 294–298.
15. Панченко, Л. В. Введение в практические занятия по экологической биотехнологии с основами микробиологии / Л. В. Панченко, А. Ю. Муратова, О. В. Турковская. – Саратов : Научная книга, 2005. – 56 с.
16. Миронова, И. К. Методическое пособие к малому практикуму по биофизике / И. К. Миронова, М. В. Каневский. – 6-е изд. – Саратов : Изд-во Саратовского ун-та, 2016. – 44 с.
17. Francy, D. S. Emulsification of hydrocarbons by subsurface bacteria / D. S. Francy, J. M. Thomas, R. L. Raymond, C. H. Ward // Indian Journal of Microbiology. – 1991. – № 8. – P. 237–246.
18. Образование нефтевытесняющих соединений микроорганизмами из нефтяного месторождения Дацин (КНР) / Т. Н. Назина, Д. Ш. Соколова, А. А. Григорьян, Я. Ю. Сюэ, С. С. Беляев, М. В. Иванов // Микробиология. – 2003. – Т. 72, № 2. – С. 206–211.
19. Bashan, Y. Azospirillum-plant relationships: agricultural, physiological, molecular and environmental advances / Y. Bashan, G. Holguin, L. E. De-Bashan // Canadian Journal of Microbiology. – 2004. – Vol. 50. – P. 521–577.
20. Плакунов, В. К. Устойчивость нефтеокисляющего микроорганизма Dietzia sp. к гиперосмотическому шоку в реконструированных биопленках / В. К. Плакунов, М. В. Журина, С. С. Беляев // Микробиология. – 2008. – Т. 77, № 5. – С. 581–589.
21. Complete genome sequence of Halomonas sp. R5-57 / A. Williamson, C. De Santi, B. Altermark, C. Karlsen, E. Hjerde // Standards in Genomic Sciences. – 2016. – Vol. 11. – P. 62–71.