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

Isolation and identification of biosurfactant-producing strains from the genus Bacillus Cereus and antibacterial effects of biosurfactant Production in vitro

چكيده زمينه و هدف: بيوسورفكتانت‎ها تركيبات زيستي آمفي فيليك به صورت خارج سلولي به وسيله انواع ميكروارگانيسم‎ها هستند. به علت استفاده از آنها در صنايع مختلف از اهميت ويژه‎اي برخوردارند. هدف از اين مطالعه پژوهشي شناسايي يك سويه باكتري از جنس باسيلوس سريوس توليد كننده بيوسورفكتانت و بررسي اثرات ضد باكتريايي بيوسورفكتانت توليد شده از آن بود. مواد و روش‎ها: در اين مطالعه پژوهشي نمونه‎هاي مختلف از نفت، آب و خاك آلوده به نفت تهيه شدند. فعاليت‎هاي هموليتيك، امولسيفيه كنندگي و اندازه‎گيري كشش سطحي استفاده و سويه انتخابي به وسيله تست‎هاي بيوشيميايي شناسايي شد. هم‎چنين ماهيت بيوسورفكتانت و اثرات ضد باكتريايي نيز براي سويه انتخابي بررسي شد. يافته‎ها: در اين مطالعه پژوهشي 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 تست‎هاي بيوشيميايي، يك سويه انتخابي در اين پژوهش به عنوان باسيلوس سريوس 43، شناسايي و انتخاب شد. نتايج بررسي ماهيت بيوسورفكتانت مشخص شد كه از نوع ليپوپپتيد بود. هم‎چنين بيوسورفكتانت توليدي داراي فعاليت ضد باكتريايي بر عليه 6 باكتري عفونت‎زا بود. حساس‎ترين و مقاوم‎ترين باكتري نسبت به تاثير عصاره بيوسورفكتانت؛ استافيلوكوكوس اوريوس و پروتيوس ميرابيليس مي‎باشد. هم‎چنين نتايج MIC, MBC نشان داد كه MIC عصاره در رقت 63 ميلي‎گرم بر ميلي‎ليتر بر روي استافيلوكوكوس اوريوس و استافيلوكوكوس اپيدرميس موثر بود و MBC عصاره در رقت 125 ميلي‎گرم بر ميلي‎ليتر بر روي استافيلوكوكوس اوريوس، استافيلوكوكوس اپيدرميس و سودوموناس آيروزينوزا بيشترين اثر داشت. نتيجه‎گيري: باسيلوس سريوس 43؛ قابليت بالايي در كاهش كشش سطحي و بيوسورفكتانت استخراج شده از آن داراي اثرات ضد باكتريايي بالايي است. بنابر اين، داراي پتانسيل فراواني براي كاربرد‎‎هاي بيوتكنولوژي و زيست محيطي مي‎باشد. واژگان كليدي: فعاليت ضد باكتريايي، بيوسورفكتانت، باسيلوس سريوس، كشش سطحي

Abstract Background: Biosurfactants are amphiphilic biological compounds produced extracellularly by a variety of microorganisms. Because their use in various industries is of a particular importance, the aim of this study was to identify a strain of bacteria of the genus Bacillus Cereus biosurfactant producers and investigate the antibacterial effects of their biosurfactants. Material & Methods: To do the study, different samples of oil, water, and soil (contaminated with oil) were obtained. Measures of hemolytic activities, emulsification and surface tension were used and selected strains were identified by biochemical tests. The nature and antibacterial effect of biosurfactants produced by selected strains were assessed. Results: In this study, 88 bacterial strains were isolated of which 24 strains had hemolytic activities, 14 strains had above 70% emulsification activities, and four strains were able to change the surface tension to less than 40 mN/m. According to biochemical tests, a strain called B. cereus 43 was identified. Investigation of its biosurfactant nature showed that the strain was a lipopeptide type. Also, the produced biosurfactant had antibacterial activity against six infectious bacteria. The most sensitive and the most resistant bacteria to the biosurfactant were S. Aureus PTCC1112 and Proteus Mirabilis ATCC 2601 respectively. Also, the results of MIC and MBC showed that in a dilution of 63 mg /ml MIC extract were mostly effective on S. Aureus PTCC1112 and S.Epidermidis ATCC2405, and in a dilution of 125mg/ml the MBC extract had the greatest effects on S. Aureus, S. Epidermidis, and Pseudomonas Aeruginosa PTCC1074. Conclusion: As findings showed, Bacillus Cereus 43 is of high potential in reducing the surface tension and its extracted biosurfactant had high antibacterial effects. Therefore, this strain is of useful applications in biotechnology and the environmental sciences. Keywords: Antibacterial activity, Biosurfactant, Bacillus Cereus, Surface tension