Штам рsеudомоnаs sр рs-17-продуцент позаклітинних біопар і біополімеру

Изобретение относится к микробиологии и предназначено для получения поверхностно-активных веществ, которые могут быть использованы для создания новых экологически чистых те хнологий в нефтедобывающей промышленности, очистки окружающей среды от углеводородных загрязнений, разработки биодеградабельных моющих средств и биоэмульгаторов для парфюмерно-косметической и фармацевтической промышленности. Известны штаммы Pseudomonas aeruginosa, культивируемые на жидких и твердых парафинах и образующие биосур фактанты и эмульгаторы [1]. Задачей изобретения является получение новых экологически безопасных поверхностно-активных соединений посредством биосинтеза с использованием неизвестного ранее штамма микроорганизмов. Поставленная задача решается тем, что выделен новый бактериальный штамм Pseudomonas sp. PS-17 (далее в тексте PS-17), способный синтезировать высокоэффективные биоПАВ и биополимер. Разработанный штамм PS-17 отличается от вышеприведенного аналога более низкими значениями поверхностного и межфазного натяжения, высокими концентрациями образующи хся поверхностно-активных продуктов и способностью утилизировать широкий спектр источников углеродного питания (в том числе промышленных отходов). Штамм PS-17 синтезирует два поверхностно-активных внеклеточных гомологических соединения рамнолипидной природы (общая концентрация 2,0-10,0 г/л), способных эффективно снижать поверхностное (ss) и межфазное натяжение (s1) (Табл. 1). Штамм PS-17 синтезирует также внеклеточный биополимер - полисахарид альгинатной природы (4,0-6,0 г/л) с молекулярной массой 300000 - 400000. В культуральной жидкости рамнолипидные биоПАВ и биополимер образуют комплекс, обладающий поверхностно-активными свойствами. Роль биополимера состоит в способности адсорбировать и концентрировать молекулы рамнолипидов, что придает стабильность эмульсиям с углеводородами и маслами, а также повышает нефтевытесняющие, отмывающие и другие свойства культуральной жидкости бактерий PS-17. Микробиологическая характеристика штамма PS-17. Разработанный штамм PS-17 выделен из нефтезагрязненного грунта Львовской области, хранится в коллекции микроорганизмов лаборатории биотехнологии ОФХ ТГИ ИФХ им. Л.В.Писаржевского НАН Украины. 1. Мор фологические и культуральные свойства. Бактерии представляют собой тонкие короткие подвижные палочки 0,4-0,5 1,8-1,9 мкм, расположенные поодиночно. Грамположительные, Спор и капсул не образует. При росте на МПА образует плоские, округлые колонии с неровным краем, прозрачные, серого цвета, В жидких средах дает равномерно мутный рост и образует внеклеточный желто-зеленый, флюоресцирующий пигмент. 2. Физиологические и биохимические свойства. Аэроб, оптимальная температура роста 25-30°С, рН 6,8-7,2. Кислотоустойчив. Ассимилирует глюкозу, ксилозу, мальтозу, сахарозу, маннит, глицерин, этиловый спирт, жидкие парафины, лимоннокислый натрий, уксуснокислый натрий, янтарнокислый натрий. Не ассимилирует лактозу, дульцит, рамнозу, арабинозу, галактозу, и-инозит, формалин. В качестве источника азота использует нитраты, пептон, аммонийные соли, мочевину. Не нуждается в азоте аминокислот при своем развитии. Желатин не гидролизует. Индол и сероводород не продуцирует, Кровяной агар гемолизирует. Способ получения поверхностно-активных веществ культуры PS-17. Культивирование осуществляли в условиях аэрации (200 об/мин, 0,6 V/V мин) на минеральной питательной среде, рН среды 6,8-7,2, температура 28-30°С. В качестве источников углеродного питания использовали этанол, глицерин, глюкозу, маннит, рапсовое, кокосовое и подсолнечные масла, жидкие парафины, нефть. Время культивирования - 3-5 суток. БиоПАВ выделяли из культуральной жидкости бактерий PS-17 методом экстракции смесью растворителей (хлороформ-метанол 2:1); биополимер - осаждением тремя объемами изопропанола. Комплекс биоПАВ-полимер осаждали путем подкисления культуральной жидкости до рН 3,5. Концентрацию полученных продуктов определяли весовым методом, Для культивирования штамма PS-17 использовали минеральную питательную среду следующего состава, г/л: Пример 1. Штамм PS-17 культивируется на минеральной питательной среде вышеуказанного состава. Источник углерода: рапсовое масло (техн.) - 20,0 г/л. Время культивирования - 5 суток (круговая качалка). Полученный продукт (культуральная жидкость) имеет следующие параметры: *CRL - общая концентрация рамнолипидов; **Сp - концентрация полимера Пример 2. По примеру 1, отличающийся тем, что в качестве источника углерода используется этанол (20,0 г/л). Время культивирования - 4 сут. Показатели полученного продукта: Пример 3. По примеру 1, отличающийся тем, что в качестве источника углерода используется глюкоза (20,0 г/л). Время культивирования - 3 сут. Показатели полученного продукта: Пример 4. По примеру 1, отличающийся тем, что в качестве источника углерода используется глицерин (20,0 г/л). Время культивирования - 4 сут. Показатели полученного продукта: Примеры практического использования биоПАВ Важнейшими свойствами биоПАВ являются: значительное снижение поверхностного и межфазного натяжения; эмульгирующая, деэмульгирующая, смачивающая способность; изменение реологии нефтей. Микробные ПАВ по своей эффективности могут превосходить синтетические аналоги. Одно из главных преимуществ биоПАВ - биодеградабельность, что делает их перспективными для создания экологически безопасных те хнологий в различных отраслях промышленности. Установлена эффективность поверхностно-активных препаратов штамма PS-17 для повышения нефтедобычи. Так, испытания на моделях нефтяных коллекторов показали, что поверхностно-активные биопрепараты PS-17 способны вытеснять до 70% от остаточной нефти. Важным преимуществом биоПАВ является сочетание экологической безопасности и высокой активности действия, сравнимой с синтетическими ПАВ. Использование продуктов биосинтеза штамма PS-17 (биоПАВ и биополимера) для создания новых моющих средств основано на их способности отмывать ткани, шерсть сельскохозяйственных животных стекло, металл и другие материалы от разнообразных загрязнений, в том числе белковых, жировых, нефтяных. Установлена эффективность применения биоПАВ культуры PS-17 для интенсификации микробной очистки воды и грунта от загрязнений нефтепродуктами, степень очистки составляет 70-85%.