バイオサーファクタントの組み合わせを使用したオイル回収の強化

サマリー

我々は、バイオサーファクタント産生微生物のスクリーニングおよび同定に関与する方法を例示する。バイオサーファクタントのクロマトグラフィー特性評価および化学的同定のための方法、残留油回収の増強におけるバイオサーファクタントの産業的利用可能性の決定も提示される。

要約

バイオサーファクタントは、極性の異なる2つの相間の表面張力を低下させることができる界面活性化合物である。バイオサーファクタントは、毒性が低く、生分解性が高く、環境適合性があり、極端な環境条件に対する耐性があるため、化学界面活性剤の有望な代替品として浮上しています。ここでは、バイオサーファクタントを産生し得る微生物のスクリーニングに用いられる方法を例示する。バイオサーファクタント産生微生物を、ドロップ崩壊、油拡散、およびエマルジョンインデックスアッセイを用いて同定した。バイオサーファクタント産生は、微生物メンバーの増殖による培地の表面張力の低下を決定することによって検証した。また、バイオサーファクタントの特性評価および同定に関与する方法についても説明します。抽出されたバイオサーファクタントの薄層クロマトグラフィー、続いてプレートの示差染色を行い、バイオサーファクタントの性質を決定した。LCMS、 ^1HNMR、およびFT-IRを用いて、バイオサーファクタントを化学的に同定した。我々はさらに、シミュレートされたサンドパックカラムにおける残留油回収率を高めるための産生されたバイオサーファクタントの組み合わせの適用を評価するための方法を例示する。

概要

バイオサーファクタントは、微生物によって産生される両親媒性界面活性分子であり、2つの相間の表面および界面張力を低下させる能力を有する¹。典型的なバイオサーファクタントは、通常、糖部分またはペプチド鎖または親水性アミノ酸から構成される親水性部分と、飽和または不飽和脂肪酸鎖²から構成される疎水性部分とを含む。その両親媒性の性質のために、バイオサーファクタントは2つの相の間の界面で集合し、境界における界面張力を低下させ、1つの相の他方の相への分散を促進する^1,3。これまでに報告されている様々なタイプのバイオサーファクタントには、炭水化物がエステル結合を介して長鎖脂肪族またはヒドロキシ脂肪族酸に連結された糖脂質(例えば、ラムノリピッド、トレハロ脂質およびソホロリピッド)、脂質がポリペプチド鎖に結合しているリポペプチド(例えば、サーファクチンおよびリケニシン)、および通常、多糖−タンパク質複合体(例えば、 エムルサン、リポサン、アラサンおよびリポマンナン)⁴。微生物によって産生される他のタイプのバイオサーファクタントには、脂肪酸、リン脂質、中性脂質、および粒子状のバイオサーファクタント⁵が含まれる。バイオサーファクタン....

プロトコル

1. 微生物株の増殖

1. ルリアブロス粉末2gの重量を量り、250mL円錐フラスコに50mLの蒸留水を加える。粉末が完全に溶解するまで内容物を混合し、蒸留水を使用して体積を100mLにする。
2. 同様に、100mLのルリアブロスのフラスコをさらに2つ準備し、フラスコの首に綿のプラグを置きます。
3. 綿のプラグをアルミホイルで覆い、フラスコを121°Cおよび15psiで15分間オートクレーブして媒体を滅菌する。
4. オートクレーブ処理後、メディアを室温まで冷却します。
5. 菌株の初代培養物の調製のために、接種ループを用いてLAプレートから単一のコロニーを選び、5mLの滅菌ルリアブロスを含む試験管に接種する。
6. 試験管を180rpmで30°Cで一晩インキュベートする。
7. 100mLのオートクレーブ処理されたルリアブロスを含むフラスコに、一晩成長させた種子培養物1mLを層流キャビネット内のフラスコに加えることによって接種する。
8. フラスコをロータリーインキュベーター中で30°Cおよび180rpmで7日間インキュベートする。
9. インキュベーション期間の終了後、フラスコを回収し、培養液を遠沈管に移す。培養物を4,500 x g で4°Cの冷蔵遠心分離機で20分間遠心分離する。
10. 無細胞上清を新鮮なビーカーに穏やかに注ぎ、バ....

結果

3つの細菌株(Rhodococcus sp. IITD102、Lysinibacillus sp. IITD104、およびPaenibacillus sp. IITD108)を、ドロップ崩壊アッセイ、油置換アッセイ、エマルジョンインデックスアッセイ、および表面張力低下を含む様々なアッセイによってバイオサーファクタントの産生についてスクリーニングした。3つの細菌株すべておよび化学界面活性剤の溶液の無細胞上清は、滴下崩壊をもたらし、したがって、バイオサーファクタントの存在について陽性とスコア付けされた(図4a)。一方、水の液滴は崩壊しなかったため、バイオサーファクタントの存在について陰性にスコアリングされた。3つの細菌培養物の市販の界面活性剤および無菌上清も、油拡散アッセイにおいて油の層を置換することに成功し、したがって、バイオサーファクタントの存在について陽性とスコア付けされた(図4b)。一方、水は油を置き換えることができなかったため、スコアは陰性でした。エマルジョン.......

ディスカッション

バイオサーファクタントは、化学界面活性剤の魅力的な代替品になりつつある生物学的に活性な成分の最も汎用性の高いグループの1つです。洗剤、塗料、化粧品、食品、医薬品、農業、石油、水処理など、濡れ性の向上、CMCの低下、構造の多様化、環境への優しさなど、幅広い用途があります¹⁸。これは、バイオサーファクタント産生が可能なより多くの微生物株を発見することへの関心の高まりにつながった。ここでは、ロドコッカス・エスピーIITD 102、リシニバチルス・エスピーIITD 104、およびパエニバチルス・エスピーIITD 108によって産生されるバイオサーファクタントの混合物のスクリーニング、同定、および適用のための方法を例示し、油回収を増強する。バイオサーファクタント産生は、落下崩壊、油拡散、エマルジョンインデックスアッセイによってスクリーニングし、微生物増殖による培地の表面張力の低下を測定することによって確認した。ロドコッカスからの糖脂質バイオサーファクタント(ラムノ脂質およびトレハロ脂質)の産生に関する種々の報告は、文献

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
1 mlピペット	エッペンドルフ、ドイツ	G54412G
1H NMR	Bruker Avance AV-III型分光計、米国
20 ulピペット	Thermo scientific、米国	H69820
オートクレーブ	JAISBO、インド	Ser no 5923	Jain Scientific
Blue flame burner	Rocker scientific、台湾	ドラゴン 200
ブタノール	GLR イノベーション、インド	GLR09.022930
C18 カラム	Agilent Technologies、米国	770995-902
遠心分離機	エッペンドルフ、ドイツ	5810R
クロロホルム	メルク、インド	1.94506.2521
クロロホルム-d	SRL、インド	57034
ファルコンチューブ	ターソン、インド	546041	放射線滅菌ポリプロピレン
FT-IR	Thermo Fisher Scientific, USA&	nbsp;Nicolet iS50
ヒュームフード	ケーラ、インド	47408	カスタマイズされた
氷酢酸	メルク、インド	1.93002
ガラスビーズ	メルク、インド	104014
ガラススライド	Polar Industrial Corporation、米国	ブルースター	75 mm * 25 mm
グラスウール	メルク、インド	104086
塩酸メル	ク、インド	1003170510
インキュベーター	サーモサイエンティフィック、米国	MaxQ600	振盪インキュベーター
キュ	ケーラ、インド	Sunbim
ヨウ素再昇華	メルク、インド	231-442-4	再昇華した顆粒
K12–Kruss tensiometer	Kruss Scientific, Germany	K100
Laminar air flow cabnet	Thermo Scientific, China	1300 Series A2
LCMS	Agilent Technologies, USA	1260 Infinity II
Luria Broth	HIMEDIA, India	M575-500G
Powder Methanol	Merck, India	107018
Ninhydrin	TitanBiotech Limited、インド	1608
p-アニスアルデヒド	Sigma、米国	204-602-6
ペトリプレート	ターソンズ、インド	460090-90 MM	放射線滅菌ポリプロピレン
サポニン	メルク、インド	232-462-6
塩化ナトリウム	メルク、インド	231-598-3
試験管	ボロシル、インド	9800U06	ガラス管
TLCプレート	メルク、インド	1055540007
Vortex	GeNei、インド	2006114318
ウォーターバス	ジュラボ、インド	SW21C

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