جداسازي و شناسايي باكتري توليد كننده بيوسورفكتانت از جنس سودوموناس آيروژينوزا و بررسي اثرات ضد باكتريايي بيوسورفكتانت توليدي در شرايط آزمايشگاهي

Isolation and identification of biosurfactant-producing strains from the genus Pseudomonas aeruginosa and antibacterial effects of biosurfactant production in vitro

مقدمه: بيوسورفكتانت ها تركيبات زيستي آمفي فيليك به شكل خارج سلولي يا بخشي از غشا هاي سلولي توليد شده به‏وسيله‏‏ انواع ميكروارگانيسم‏ها هستند كه به علت استفاده از آن‏ها‏ در صنايع مختلف از اهميت ويژه اي برخوردارند. بنابراين، هدف از اين پژوهش شناسايي يك سويه باكتري از جنس سودوموناس آيروژينوزا ‏‏توليد كننده بيوسورفكتانت بود. مواد و روش‏‏ها: در اين پژوهش، نمونه هاي مختلف از نفت، آب و خاك آلوده به نفت تهيه شدند. فعاليت هموليتيك، فعاليت امولسيفيه كنندگي و اندازه گيري كشش سطحي استفاده و سويه انتخابي به‏وسيله‏‏ آزمايش‏‏ هاي بيوشيميايي شناسايي شدند. همچنين، ماهيت بيوسورفكتانت و اثرات ضد باكتريايي نيز براي سويه انتخابي بررسي شد. نتايج: در اين پژوهش، 88 سويه باكتريايي جداسازي شدند. از ميان آن‏ها‏ 24 سويه داراي فعاليت هموليتيك بودند كه از ميان آن‏ها‏ 14 سويه فعاليت امولسيفيه كنندگي بالاي70 درصد داشتند و در نهايت، از ميان آن‏ها‏ 4 سويه قادر به رساندن كشش سطحي به كمتر از 40 ميلي‏‏نيوتن بر متر بودند. براساس آزمايش‏‏ هاي بيوشيميايي، يك سويه انتخابي در اين پژوهش، به عنوان سودوموناس آيروژينوزا 83، شناسايي و انتخاب شد. نتايج بررسي ماهيت بيوسورفكتانت با كروماتوگرافي لايه نازك مشخص شد كه از نوع گليكوليپيدي بود. همچنين، بيوسورفكتانت توليدي سويه انتخابي داراي فعاليت ضد باكتريايي بر عليه 6 باكتري عفونت زا بودند. حساس ترين باكتري نسبت به تاثير عصاره بيوسورفكتانت سودوموناس آيروژينوزا 83 و استافيلوكوكوس اوريوس و مقاوم ترين باكتري نسبت به اين عصاره، پروتيوس ميرابيليس است. همچنين، نتايج حداقل غلظت مهاركنندگي و حداقل غلظت كشندگي نشان داد كه حداقل غلظت مهاركنندگي عصاره دررقت 63 و 125 ميلي‏‏گرم بر ميلي‏‏ليتر به ترتيب بر روي باكتري اشريشيا كلي، استافيلوكوكوس اپيدرميس و استافيلوكوكوس اوريوس موثر بود. همچنين، حداقل غلظت كشندگي عصاره در رقت 63 و 125 ميلي‏‏گرم بر ميلي‏‏ليتر به ترتيب بر روي استافيلوكوكوس اپيدرميس و استافيلوكوكوس اوريوس اثر داشت. بحث و نتيجه‏گيري: سودوموناس آيروژينوزا قابليت بالايي در كاهش كشش سطحي و بيوسورفكتانت استخراج شده از آن داراي اثرات ضدباكتريايي بالايي است. بنابراين،‏‏ مي توان گفت كه اين باكتري داراي پتانسيل فراواني براي كاربرد هاي بيوتكنولوژي و زيست محيطي است‏.

Introduction: Biosurfactants are amphiphilic biological compounds produced extracellularly or as part of the cell membranes by a variety of microorganisms. Because of their use in various industries, they are of a particular importance. The aim of this study was to identify a strain of bacteria of the genus Pseudomonas aeruginosa biosurfactant producers. Materials and methods: In this study, different samples of oil, water and soil contaminated with oil were prepared. Hemolytic activity, emulsification activity and measurement of surface tension were used and selected strains were identified by biochemical tests. The nature and effect of antibacterial biosurfactant was evaluated for strain selection. Results: In this study, eighty eight bacterial strains were isolated. Twenty four strains were isolated from the isolated strains with hemolytic activity. Among which, 14 strains have emulsification activity more than 70% and at last four strains reached surface tension to be less than 40 mN/m. Selected strain based on biochemical tests was recognized as a Pseudomonas aeruginosa. The nature of biosurfactant was determined by TLC, and proved to be of glycolipid kind. Therefore, the produced biosurfactant of the selected strain had antibacterial activity against six bacterial infectious. Sensitive bacteria to the effects of biosurfactant extract of Pseudomonas aeruginosa83, was Staphylococcus aureus and the most resistant bacteria to these extract, was the Proteus mirabilis. The results of MIC, MBC showed that MIC of the extract in concentration of 63 and 125 mg/ml on Escherichia coli, Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus respectively. Also, the MBC were extract in concentration of 63 and 125mg/ml on Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus respectively. Discussion and conclusion: Pseudomonas aeruginosa had high potential in reducing the surface tension and biosurfactant extracted had high antibacterial effects. Therefore, it could be said that this bacterium had a great potential for applications of biotechnology and the environment. Key words: Pseudomonas aeruginosa, Biosurfactant, Surface tension, Emulsification, Glycolipid, Antibacterial