جداسازي باسيلوس‏هاي مولد پلي‏هيدروكسي‏آلكانوات (PHA) از پساب پالايشگاه اصفهان و بررسي شرايط مناسب رشد و توليد پلي‏مر در كشت غوطه‎ور

Isolation of Bacillus sp Producing Polyhydroxyalkanoate (PHA) from Isfahan Refinery Wastewater and Qualification of Production in Submerged Fermentation

مقدمه: هدف از مطالعه حاضر، جداسازی انواع باسیلوس مولد پلی‏هیدروكسی‏بوتیرات از پساب پالایشگاه نفت اصفهان و تعیین شرایط مناسب تولید بوده است. پساب‏های نفتی از لحاظ منابع كربن غنی هستند و منابع نیتروژن و فسفر ضعیفی دارند. مهم‏ترین‏ عامل تولید دانه‏های درون سلولی، افزایش نسبت منبع كربن به نیتروژن است؛ بنابراین به نظر می‏رسید میكروارگانیسم‏های تولید كننده پلی‏هیدروكسی بوتیرات در آن‏ها ‏یافت شوند. ‏‏‏ مواد و روش‏‏ها: انواع باسیلوس از پساب پالایشگاه اصفهان جداسازی شد‏ند. پلی‏هیدروكسی بوتیرات با استفاده از رنگ آمیزی تأیید و با روش‏ هضمی استخراج شد‏. شرایط مناسب تولید پلی‏مر در محیط كشت حداقل نمكی با منبع كربن آلی بررسی شد. میزان تولید با استفاده از روش‏های اندازه گیری وزن خشك و سنجش غلظت بر اساس جذب نوری بررسی شد. ‏‏‏ نتایج: در بین انواع باسیلوس‏ جدا شده جدایه‏های ‏B1 و B2 تولید كننده پلی‏هیدروكسی بوتیرات بودند. محیط كشت حداقل نمكی با منبع كربن آلی به علت داشتن بیش‏ترین‏ نسبت كربن به نیتروژن (برابر با 15)، بهترین محیط كشت تولید پلی مر بود. بیش‏ترین‏ میزان تولید برای جدایه B1 (به مقدار 367 میلی‏گرم بر میلی‏لیتر) در زمان 72 ساعت گرمخانه‏گذاری، دمای 31 درجه سانتی‏گراد، وجود منبع كربن گلوكز، منبع نیتروژن عصاره مخمر، اسیدیته 7 و هوادهی 120 دور در دقیقه به دست آمد. جدایه B2 نیز در همان شرایط به استثنای دما (32 درجه سانتی‏گراد) بیش‏ترین‏ تولید (به مقدار 473 میلی‏گرم بر میلی‏لیتر) را داشت. همچنین، بیش‏ترین‏ درصد (راندمان) تولید پلی‏مر برای جدایه‏های‏ ‏B1 و B2 به ترتیب، 16/52 و 43/58 درصد گزارش شد. ‏‏‏ بحث و نتیجه‏گیری: تولید پلی‏هیدروكسی‏بوتیرات با مناسب‏سازی ‏شرایط تولید، در هر دو جدایه باسیلوس افزایش یافت. استفاده از پساب‏های نفتی علاوه بر تولید پلاستیك‏های تجزیه‏پذیر، موجب كاهش آلودگی این پساب‏ها می‏شود. ‏‏‏

Introduction: The aim of present study was isolation of polyhydroxybutyrate producing Bacillus species from oil refinery waste water, Isfahan, Iran and primarily optimization of production condition. Petroleum wastes are rich of carbon sources and have low amounts of nitrogen and phosphorus sources. AS the most important factor in production of intracellular inclusions is increasing the C/N ratio, it seemed that polyhydroxybutyrate producing microorganisms will be found in these wastes. Materials and methods: Bacillus species were isolated and purified from oil refinery wastewater. The polymer was verified using different staining procedures. Polymer was extracted by digestion method and the optimum production conditions were investigated in minimal salt medium with the organic carbon source by submerged fermentation. Production of polyhydroxybutyrate was studied using dry weight and optical density measurement. Results: Between various isolated Bacillus strains, two of them (B1 and B2) were polyhydroxybutyrate producers. Maximum PHA production based on dry weight and concentration were obtained for strain B1 after 72 hours incubation, at 31°C, in the presence of glucose as carbon source and yeast extract as nitrogen source, pH=7, and aeration in 120 rpm; and for strain B2 in the same condition, except optimal temperature which was 32°C. The most production amounts were 367 mg.ml-1 for B1 and 473 mg.ml-1 for B2 isolates. Also the most polymer percentage was 52/16 and 58.43 for B1 and B2 isolates respectively. Discussion and conclusion: The results showed that the production of polyhydroxybutyrate was increased by optimization of the conditions in both isolates. Using petroleum wastes as well as production of biodegradable plastics, leads to decontamination of theses wastes.