ارزيابي رنگ‌زدايي زيستي تركيبات رنگي آزو توسط آركي‌هاي نمك‌دوست

Evaluation of biodecolorization of the textile azo dye by halophilic archaea

مقدمه: رنگ‌هاي آزو بزرگ‌ترين گروه رنگي را تشكيل مي‌دهند كه وجود پيوندهاي N = N متصل به گروه‌هاي آروماتيك، از ويژگي‌هاي بارز اين رنگ‌ها است. تاكنون مطالعات زيادي در رنگبري زيستي توسط ميكروارگانيسم‌ها صورت گرفته است؛ اما مطالعۀ رنگبري توسط آركي‌هاي نمك‌دوست براي اولين بار گزارش شده است. مواد و روش ها: از ميان 15 سويۀ جداشده از غارنمكي قشم ايران و7 سويۀ تايپ نگهداري‌شده در مركز ملي ذخاير ژنتيكي و زيستي ايران، 2 سويه توانايي بالايي در رنگبري از رنگ‌هاي آزو را از خود نشان دادند. اثر فاكتورهاي مختلف شامل (pH9-5)، دماي (50-30)، غلظت نمك (30-5/12درصد)، غلظت‌هاي مختلف رنگ (5000-400 ميلي‌گرم بر ليتر)، منابع كربن و نيتروژن و هوادهي مختلف در اين دو سويۀ منتخب پس از چهار روز گرماگذاري در شرايط ايستا بررسي شد. همچنين اثر سميت رنگ بر آركي‌ها انجام شد. هم‌زمان با ميزان رنگبري، رشد نيز سنجيده شد. از آزمون آماري آنوا به‌منظور مشخص‌كردن اختلاف معنادار استفاده شد. نتايج: سويۀ A با درصد شباهت 1/99 بهborinquense Halogeometricum و سويۀ B با درصد شباهت 4/99 بهHaloferax mediterranei بهترين سويه‌هاي رنگبر بودند. هر دوي سويه‌ها در NaCl بين 15 تا 5/17درصد، pH 7، شرايط ايستا و بهترين رنگبري را در حضور عصاره مخمر به‌عنوان منبع نيتروژن داشتند. اگرچه بررسي‌ها در دماي 45 درجه و منبع كربن ساكارز و گلوكز براي borinquense Halogeometricum بيشترين رنگبري را نشان مي‌داد؛ Haloferax mediterranei بهترين رنگبري را در دماي40 درجه و منبع كربن‌پروپيونيك‌اسيد داشت. هر دو سويه در غلظت‌هاي حدود 1000 ميلي‌گرم بر ليتر قابليت رنگبري داشتند و تا غلظت 5000 ميلي‌گرم بر ليتر رنگ را تحمل مي‌كردند. بحث و نتيجه گيري: نتايج به‌دست‌آمده نشان داد كه آركي‌هاي نمك‌دوست توانايي زيادي در رنگبري دارند. با توجه به شوري پساب‌هاي نساجي، استفاده از اين ميكروارگانيسم‌ها مهم به نظر مي‌رسد.

Introduction: Azo dyes are the biggest group of colors. One of the special characteristic of this group of dye is the presence of double bonds of Nitrogen (N=N). Several studies reported biodecolorization using microorganisms, so far. However, it is for the first time to our knowledge that decolorization by halophilic archaea have been reported. Materials and methods: Among the 15 strains of archaea isolated from Qeshm saline cave and 7 type strains from Iranian biological resource center, 2 strains showed high ability in decolorization of azo dye. Effects of different factors including pH (5-9), temperature (30-50 °C), various salt concentrations (12.5-30%), different concentrations of dye (400-5000 mg/L), different carbon sources and several nitrogen sources and agitation have been measured after 4 days of incubation in static condition. Moreover, the toxicity tolerance of halo archaeal strains to dye, growth and decolorization rates were studied. Statistical significance was assessed by ANOVA Tukey’s multiple comparison test. Results: Strain A with 99.1 % similarity to Halogeometricum borinquense and strain B with 99.4 % similarity to Haloferax mediterranei were the best decolorizing strains. Both strains had their highest decolorization rate in the presence of NaCl (15-17.5 %), pH 7, microaerophilic condition and yeast extract as nitrogen source. Halogeometricum borinquense showed higher decolorization rate in the presence of saccharose and glucose as carbon sources at 45 oC temperature and for Haloferax mediterranei temperature of 40 oC and propionic acid as carbon source were best decolorizing conditions. These strains were able to decolorize dyes at 1000 mg/L concentration and tolerate dye concentrations to the highest level of 5000 mg/L. Discussion and conclusion: In conclusion, our results indicate that halophilic archaea have very high potential to decolorize azo dyes. Regarding high amounts of salts in textile wastewaters, using such microorganisms which can tolerate the harsh environment in order to decolorize azo dyes, could be a new approach in this field.