Биоконверсия отработанного подсолнечного масла в поверхностно-активные вещества для деструкции нефтяных загрязнений

Введение. В последнее время микробные поверхностно-активные вещества (ПАВ) интенсивно исследуются в качестве потенциальных заменителей синтетических ПАВ. Несмотря на то, что высокая себестоимость ограничивает производство микробных ПАВ, применение их в различных отраслях промышленности является перспективным благодаря экологичности, низкой токсичности, устойчивости в широком диапазоне температур, рН и солёности среды. Одним из путей удешевления технологии производства ПАВ является использование в качестве субстратов отработанных (пережаренных) масел, что позволит не только снизить себестоимость конечного продукта, но и утилизировать токсичные отходы.

Ранее [1] была показана возможность использования пережаренного масла для синтеза поверхностно-активных веществ Nocardia vaccinii IMB В-7405 и Rhodococcus erythropolis IMB Ac-5017, однако концентрация масла в среде не превышала 2% (по объему).

Цель работы - исследовать возможность синтеза ПАВ N. vaccinii IMB В-7405 и R. erythropolis IMB Ac-5017 на среде с повышенной концентрацией пережаренного подсолнечного масла и их использования для деструкции нефти в воде.

Материалы и методы. Штаммы IMB Ac-5017 и IMB В-7405 культивировали в жидкой минеральной среде, содержащей отработанное после жарки картофеля «Фри» и «По-селянски» подсолнечное масло в концентрации 2-5 % (по объему). Культивирование штаммов

осуществляли в колбах объемом 750 мл со 100 мл среды на качалке (320 об/мин) при 28-30°С в течение 120 ч.

Количество синтезированных внеклеточных ПАВ (г/л) определяли весовым методом после трехкратной экстракции из супернатанта модифицированной смесью Фолча (хлороформ, метанол - 2: 1 с добавлением 1М HCl).

Для моделирования загрязнённой нефтью воды на её поверхность наносили нефть в концентрации 3 и 6 г/л, после чего добавляли препараты ПАВ в виде культуральной жидкости (10%, по объему). Концентрацию нефти определяли весовым методом после трехкратной экстракции гексаном (соотношение 1:1).

Результаты и выводы. Эксперименты показали, что показатели синтеза ПАВ зависели от типа и концентрации отработанного подсолнечного масла в среде культивирования обеих продуцентов.

Максимальная концентрация ПАВ R. erythropolis IMB Ac-5017 (4,1 г/л) и N. vaccinii IMB В-7405 (2,9 г/л) наблюдалась при использовании отработанного после жарки картофеля «По- селянски» масла в концентрации 5% (по объему). Отметим, что при выращивании штаммов в среде с 2% отработанного масла количество синтезированных ПАВ не превышало 1,7-1,8 г/л [1].

При культивировании штаммов R. erythropolis IMB Ac-5017 и N. vaccinii IMB В-7405 на отработанном после жарки картофеля «Фри» масле показатели синтеза ПАВ были ниже, чем на среде, содержащей масло после жарки картофеля «По-селянськи». Мы предполагаем что, разница в показателях синтеза обусловлена различной рецептурой приготовления картофеля.

На следующем этапе исследовали возможность использования ПАВ R. erythropolis IMB Ac-5017 и N. vaccinii IMB В-7405, синтезированных на отработанном подсолнечном масле, для биодеградации нефтяных загрязнений. В предыдущих исследованиях [2] было показано, что при использовании ПАВ, синтезированных на традиционных субстратах (очищенный глицерин, этанол), деструкция нефти в воде составляла 85-95%.

Отметим, что степень деградации нефти в воде в присутствии ПАВ, синтезированных на отработанном после жарки картофеля масле, была незначительно ниже (70-80%), чем при использовании традиционных субстратов (85-95%).

Таким образом, в результате проведенной работы установлена возможность утилизации токсичного пережаренного масла, выбросы которого в Украине не регламентируются, биоконверсией в микробные ПАВ. Кроме того, показана эффективность использования таких ПАВ для деструкции нефти в воде. Эти результаты исследований являются перспективными, поскольку при реализации технологии синтеза ПАВ на пережаренном масле и использовании их в природоохранных технологиях достигается двойной эффект очистки окружающей среды.

 

Список литературы

  1. 1. Пирог Т.П., Софилканич А.П, Покора К.А, Шевчук Т.А., Иутинская Г.А.Синтезповерхностно-активных веществRhodococcuserythropolis IMBAc-5017, AcinetobactercalcoaceticusIMB В-7241 иNocardiavacciniiIMB В-7405 напромышленных отходах // Микробиол. журн., 2014., Т. 76, № 2., С. 17-23.
  2. 2. Пирог Т.П., Софилканич А.П., Гриценко Н.А. Деструкция нефтяных загрязнений в присутствии поверхностно-активныхв еществ Acinetobactercalcoaceticus IMBB-7241, Rhodoccocuserythro-polis IMBAc-5017 и Nocardiavaccinii IMBB-7405 // Biotechnology. TheoryandPractice., 2015, № 2., Р. 42-50. doi: 10.11134/btp.2.2015.
Год: 2016
Город: Шымкент
Категория: Медицина