غربالگري باكتري‌هاي جدا شده از رسوبات نفتي خليج فارس با قابليت توليد پلي‌هيدروكسي‌بوتيرات و شناسايي ساختار فيزيكو‌شيميايي پليمر زيستي توليد شده

Screening of isolated bacteria from Persian Gulf petroleum sediments with capability of poly hydroxybutyrate production and identification of the physicochemical structure of the produced biopolymer

مقدمه و هدف: پلي‌هيدروكسي‌آلكانواتها (PHAs) پليمرهايي با خصوصيات زيست‌تخريب‌پذير و زيست‌سازگار هستند كه در برخي از باكتري‌ها توليد مي‌شوند. در مطالعه حاضر از رسوبات‌ نفتي جهت غربالگري باكتري‌هاي مولد پلي‌هيدروكسي‌آلكانوات استفاده ‌شد. سپس از محيط ‌كشت صنعتي پساب ‌نفتي به عنوان يك محيط ‌كشت ارزان قيمت و اقتصادي براي جداسازي و شناسايي سويه برتر مولد PHA استفاده ‌شد. در نهايت، خصوصيات شيميايي و فيزيكي پليمر زيستي استخراج شده با روش‌هاي FTIR، DSC و 1H-NMR مورد بررسي قرار گرفت. يافته‌ها: از مجموع 76 سويه باكتريايي جدا شده، 11 سويه‌ داراي توانايي توليد پليمر زيستي بودند كه از ميان آنها سويه Sb8 با 13/44% وزن خشك سلول و 2/1 گرم در ليتر در 27 ساعت به عنوان بهترين سويه توليد كننده پلي‌هيدروكسي‌آلكانوات در محيط كشت صنعتي انتخاب شد. اين سويه پس از تعيين توالي به عنوانCitreicella thiooxidans شناسايي ‌شد. بعلاوه نتايج آناليزهاي فيزيكوشيميايي نشان داد كه پليمر زيستي استخراج شده، پلي‌هيدروكسي‌بوتيرات (PHB) است. نتيجه گيري: پژوهش حاضر اولين گزارش از توليد PHB توسط سويه Citreicella thiooxidans بومي ايران مي‌باشد كه در طي آن غربالگري و شناسايي باكتري توليد كننده و تعيين نوع پليمر زيستي توليد شده بررسي شد و قابليت توليد در محيط كشت ارزان قيمت پساب نفتي مورد ارزيابي قرار گرفت. با توجه به توليد پليمر زيستي با درصد بازدهي قابل توجه بدون افزودن هيچگونه مكملي به محيط‌ كشت پساب ‌نفتي، مي‌توان چنين استنباط كرد كه سويه وحشي جدا شده توانايي بالقوه‌اي در توليد پلي‌هيدروكسي‌بوتيرات دارد.

Background and Objective: Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are polymers with biodegradable and biocompatible properties that are produced by some bacteria. In the present study, petroleum sediments were applied to screen PHA-producing bacteria. Method: The industrial culture medium of petroleum effluent was used as a low-cost and economical medium for isolating and identifying the superior PHA-producing strain. Finally, the chemical and physical properties of the extracted biopolymer were investigated by Fouriertransform infrared spectroscopy and proton nuclear magnetic resonance. Results: In general, 11 out of 76 isolated bacterial strains could produce biopolymers among which, the Sb8 strain was selected as the best PHAproducing strain in the industrial medium with the cell dry weight of 44.13% and 1.2 g/l in 27 h. This strain was identified as Citreicella thiooxidans by sequencing determination. Eventually, the results of physicochemical analyses revealed that polyhydroxybutyrate (PHB) was the extracted biopolymer. Conclusion: The present study is the first report on PHB production by Iranian native Citreicella thiooxidans strain by focusing on identifying and separating producing bacteria, as well as determining the type of the produced biopolymer and the production capability in a low-cost culture medium of the petroleum effluent. Considering the production of the biopolymer with a relatively high yield percentage without adding any supplement to the petroleum effluent medium, the isolated wild strain has the potential to produce PHB. Keywords: polyhydroxybutyrate