مطالعه تجزيه نفت خام با كروماتوگرافي گازي- طيف سنج جرمي و توليد متانوئيك اسيد و بيوسورفكتانت توسط جدايه سودوموناس

Study of Crude Oil Degradation by Gas Chromatography-Mass Spectrometry and Methanoic Acid and Biosurfactant Production by Pseudomonas sp.

مقدمه: استفاده از بيوسورفكتانت‌ها به‌دليل مزايايي نظير سميت پايين، تخريب پذيري زيستي و مؤثر بودن آن‌ها در محدوده وسيعي از pH و دما افزايش چشمگيري داشته است. زيست پالايي استراتژي كاهش يا حذف تركيبات نفتي با استفاده از ميكروارگانيسم‌هايي است كه توانايي تجزيه هيدروكربن‌هاي نفتي را با استفاده از توليد بيوسورفكتانت‌ها دارند. هدف از اين تحقيق بررسي توليد بيوسورفكتانت و زيست پالايي نفت خام توسط باكتري جداسازي شده از لجن فعال پالايشگاه نفت اصفهان بوده است. مواد و روش‌ها: تشخيص توليد بيوسورفكتانت از روش‌هاي كمي و كيفي غربالگري مانند هموليز در محيط كشت آگار خوندار، روش‌هاي پراكنش نفت و فروپاشي روغن، سنجش فعاليت امولسيون‌كنندگي و كشش سطحي انجام شد. باكتري با آزمون‌هاي بيوشيميايي و تعين توالي ژن 16S rRNA شناسايي شد. باقي‌مانده هيدروكربن‌هاي نفتي با استفاده از تجزيه و تحليل به روش كروماتوگرافي گازي (GC-MS) آناليز شد. نتايج: ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﺮرﺳﻲﻣﺎﻫﻴﺖ ﺑﻴﻮﺳﻮرﻓﻜﺘﺎﻧﺖ، ﺑا استفاده از روش‌هاي ﻛﺮوﻣاﺗﻮﮔﺮاﻓﻲﻻﻳﻪ ﻧﺎزك و طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز، ﻣﺸﺨﺺ كرد ﻛﻪ بيوسورفكتانت مورد نظر ازﻧﻮع رامنوﻟﻴﭙﻴﺪي است. جدايه باكتريايي مورد نظر سودوموناس شناسايي شد. در اين پژوهش، باكتري سودوموناس جداسازي شده از لجن فعال پالايشگاه نفت اصفهان، قادر به توليد بيوسورفكتانت رامنوﻟﻴﭙﻴﺪي بود و كشش سطحي را تا 27 ميلي‌نيوتن بر متر كاهش داد. تجزيه و تحليل كروماتوگرافي گازي حذف 45/80 درصد هيدروكربن‌هاي نفتي را طي 20 روز توسط اين جدايه نشان داد. متانوئيك اسيد به ‌مقدار 23 درصد از تركيبات قابل توجه توليدي بود. بحث و نتيجه‌گيري: نتايج مطالعه نشان داد كه جدايه BA3 توانايي توليد بيشترين بيوسورفكتانت و همچنين تجزيه نفت خام را دارا بود. بنابراين اين سويه پس از تأييد غيربيماري‌زا بودن، قابل استفاده در زيست پالايي، تجزيه نفت‌خام و رفع آلودگي‌هاي به‌وجود آمده در محيط زيست، توسط صنعت نفت است. همچنين متانوئيك اسيد توليد شده به‌عنوان ماده آنتي-باكتريال در غذاي دام‌ كاربرد دارد.

Introduction: Due to the advantages of biosurfactants such as low environmental toxicity, biological degradation, and effectiveness in wide ranges of pH and temperature, the industrial production of them has been significantly increased. Bioremediation is the strategy of reducing or eliminating petroleum compounds using microorganisms that are capable of decomposing petroleum hydrocarbons by producing biosurfactants. The purpose of this study was to investigate the biosurfactant production and bioremediation of crude oil by the isolated bacterium from Isfahan Oil Recovery plant activated sludge. Material and Methods: Quantitative and qualitative methods of screening such as hemolysis in blood agar medium, oil distribution, oil degradation, oil emulsification and surface tension reduction measurements were used for detection of biosurfactant production. Residual petroleum hydrocarbons were analyzed using gas chromatography (GC-MS) analysis. The bacterium was identified by biochemical tests and 16S rRNA sequencing. Results: The results from analysis of the composition by thin layer chromatography and Fiore infrared analysis showed that the produced biosurfactant had rhamnolipid content. The isolated bacterium was identified Pseudomonas Sp. The Pseudomonas sp. that was isolated from activated sludge of the oil refinery plant in Isfahan was able to produce rhamnolipid biosurfactant and decreased the surface tension of crude oil down to 27 mN/m. Gas chromatography analysis showed the removal of 80.45% of petroleum hydrocarbons within 20 days by the isolate. Methanoic acid accounts for 23% of the remarkable produced compounds. Discussion and conclusion: The results of this study showed that the BA3 isolate was capable of producing the most biosurfactant and also the decomposition of crude oil hydrocarbons. Therefore it has the ability to be used in bioremediation, crude oil decomposition and elimination of the environmental pollutions from oil industries. Also the produced methanoic acid can be used as an antibacterial substance in animal feed.