생체 계면활성제의 조합을 사용한 향상된 오일 회수

요약

우리는 미생물을 생산하는 생체 계면 활성제의 스크리닝 및 확인에 관련된 방법을 설명합니다. 크로마토그래피 특성화 및 생체계면활성제의 화학적 동정을 위한 방법, 잔류 오일 회수를 증진시키는 생체계면활성제의 산업적 응용성을 결정하기 위한 방법들 또한 제시된다.

초록

생체 계면활성제는 서로 다른 극성의 두 단계 사이의 표면 장력을 감소시킬 수 있는 표면 활성 화합물이다. 생체 계면활성제는 독성이 적고, 생분해성이 높으며, 환경 적합성 및 극한의 환경 조건에 대한 내성으로 인해 화학 계면활성제에 대한 유망한 대안으로 부상하고 있습니다. 여기에서, 우리는 생체 계면활성제를 생산할 수 있는 미생물의 스크리닝에 사용되는 방법을 예시한다. 미생물을 생산하는 생체계면활성제는 방울 붕괴, 오일 확산 및 유화 지수 분석을 사용하여 확인되었다. 생체계면활성제 생산은 미생물 부재의 성장에 의한 배지의 표면 장력의 감소를 결정함으로써 검증되었다. 우리는 또한 생체 계면 활성제의 특성화 및 확인과 관련된 방법을 설명합니다. 추출된 생체계면활성제의 박층 크로마토그래피에 이어 플레이트의 시등 염색을 수행하여 생체계면활성제의 성질을 확인하였다. LCMS, ^1HNMR, 및 FT-IR을 사용하여 생체계면활성제를 화학적으로 동정하였다. 우리는 시뮬레이션된 샌드 팩 컬럼에서 잔류 오일 회수를 향상시키기 위해 생산된 바이오계면활성제의 조합의 적용을 평가하는 방법을 추가로 예시한다.

서론

생체 계면 활성제는 두 단계¹ 사이의 표면 및 계면 장력을 감소시킬 수있는 능력을 가진 미생물에 의해 생성 된 양친매성 표면 활성 분자입니다. 전형적인 생체계면활성제는 일반적으로 당 모이어티 또는 펩티드 사슬 또는 친수성 아미노산 및 포화 또는 불포화 지방산 사슬로 구성되는 소수성 부분²로 구성되는 친수성 부분을 함유한다. 양친매성 특성으로 인해, 생체 계면활성제는 두 상 사이의 계면에서 조립되고 경계에서 계면 장력을 감소시켜 한 상을 다른 ^1,3으로 분산시키는 것을 용이하게합니다. 지금까지 보고된 다양한 유형의 생체계면활성제에는 탄수화물이 에스테르 결합을 통해 장쇄 지방족 또는 히드록시지방족 산에 연결되는 당지질(예를 들어, 람놀리지질, 트레할로지질 및 소포리지질), 지질이 폴리펩티드 사슬에 부착되는 리포펩티드(예를 들어, 수록실 및 리케니신), 및 일반적으로 다당류-단백질 복합체로 구성되는 고분자 생체계면활성제(예를 들어, 에뮬산, 리포산, 알라산 및 리포만난)⁴. 미생물에 의해 생산된 다른 유형의 생체계면활성제는 지방산, 인지질, 중성 지....

프로토콜

1. 미생물 균주의 성장

1. Luria Broth 분말 2g을 재고 250mL 원뿔형 플라스크에 증류수 50mL를 첨가합니다. 분말이 완전히 용해 될 때까지 내용물을 혼합하고 증류수를 사용하여 부피를 100 mL로 구성하십시오.
2. 마찬가지로, Luria Broth 100mL의 플라스크를 두 개 더 준비하고 플라스크의 목에 면봉을 놓습니다.
3. 면 플러그를 알루미늄 호일로 덮고 플라스크를 121°C 및 15 psi에서 15분 동안 오토클레이브하여 매체를 멸균한다.
4. 오토클레이빙 후 미디어를 실온으로 식히십시오.
5. 균주의 일차 배양을 준비하기 위해, 접종 루프를 사용하여 LA 플레이트로부터 단일 콜로니를 선택하고 멸균 루리아 국물 5 mL를 함유하는 시험관에 접종한다.
6. 시험관을 180 rpm에서 30°C에서 밤새 인큐베이션한다.
7. 오토클레이브된 루리아 브로스 100 mL를 함유하는 플라스크에 밤새 성장한 종자 배양물 1 mL를 층류 캐비닛 내부의 플라스크에 첨가하여 접종한다.
8. 플라스크를 7일 동안 30°C 및 180 rpm의 회전 인큐베이터에서 인큐베이션한다.
9. 인큐베이션 기간이 완료된 후, 플라스크를 수확하고 배양액을 원....

결과

세 개의 박테리아 균주(로도코커스 sp. IITD102, 리시니바실러스 sp. IITD104, 및 파이니바실러스 sp. IITD108)를 낙하 붕괴 분석, 오일 변위 분석, 에멀젼 지수 분석, 및 표면 장력 감소를 포함하는 다양한 검정에 의해 생체계면활성제의 생산을 스크리닝하였다. 세 가지 박테리아 균주 모두의 무세포 상청액 및 화학적 계면활성제의 용액은 방울 붕괴를 초래하였고, 따라서, 생체계면활성제의 존재에 대해 양성으로 점수화되었다(도 4a). 반면에, 물방울은 붕괴되지 않았고, 따라서 생체계면활성제의 존재에 대해 음성으로 점수가 매겨졌다. 세 박테리아 배양물의 상업적 계면활성제 및 무세포 상청액은 또한 오일 확산 분석에서 오일층을 변위시키는데 성공적이었고, 따라서, 생체계면활성제의 존재에 대해 양성으로 점수화되었다(도 4b). 반면에 물은 기름을 대체 할 수 없었기 때.......

토론

생체 계면활성제는 화학적 계면활성제에 대한 매력적인 대안이되고있는 생물학적 활성 성분의 가장 다재다능한 그룹 중 하나입니다. 그들은 세제, 페인트, 화장품, 식품, 제약, 농업, 석유 및 수처리와 같은 수많은 산업에서 더 나은 젖음성, 낮은 CMC, 다양한 구조 및 환경 친화성으로 인해 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다¹⁸. 이로 인해 생체 계면 활성제 생산이 가능한 더 많은 미생물 균주를 발견하는 데 대한 관심이 높아졌습니다. 여기에서, 우리는 향상된 오일 회수를 위해 로도코커스 sp. IITD 102, 리시니바실러스 sp. IITD 104, 및 Paenibacillus sp. IITD 108에 의해 생산된 생체계면활성제의 혼합물을 스크리닝, 동정 및 적용하는 방법을 예시한다. 생체계면활성제 생산은 방울 붕괴, 오일 확산, 유화 지수 분석법으로 선별하고 미생물 성장에 의한 배지의 표면 장력 감소를 측정하여 확인하였다. 로도코커.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
1 ml 피펫	Eppendorf, 독일	G54412G
1H NMR	Bruker Avance AV-III 유형 분광계, 미국
20 ul 피펫	Thermo scientific, 미국	H69820
오토클레이브	JAISBO, 인도	Ser no 5923	Jain Scientific
블루 플레임 버너	로커 과학, 대만	드래곤 200
부탄올	GLR inovations, 인도	GLR09.022930
C18 컬럼	Agilent Technologies, 미국	770995-902
원심분리기	Eppendorf, 독일	5810R
클로로포름	Merck, 인도	1.94506.2521
Chloroform-d	SRL, 인도	57034
Falcon tubes	Tarsons, 인도	546041	방사선 멸균 폴리프로필렌
FT-IR	Thermo Fisher Scientific, 미국	Nicolet iS50
흄 후드	Khera, India	47408	Customied
빙하 아세트산	Merck, 인도	1.93002
유리 구슬	Merck, 인도	104014
유리 슬라이드	Polar industrial Corporation, 미국	블루 스타	75 mm * 25 mm
유리솜	Merk, 인도	104086
염산	Merck, India	1003170510
Incubator	Thermo Scientific, USA	MaxQ600	쉐이킹 인큐베이터
	Khera, India	Sunbim
요오드 재승화	Merck, India	231-442-4	재승화 과립
K12 – Kruss 장력계	Kruss Scientific, 독일	K100
층류 캐비넷	Thermo Scientific, 중국	1300 시리즈 A2
LCMS	Agilent Technologies, 미국	1260 Infinity II
Luria Broth	HIMEDIA, 인도	M575-500G	분말
메탄올	Merck, 인도	107018
Ninhydrin	Titan Biotech Limited, 인도	1608
p- 아니 살데히드	Sigma, 미국	204-602-6
페트리 플레이트	Tarsons, 인도	460090-90 MM	방사선 멸균 폴리 프로필렌
Saponin	Merck, India	232-462-6
염화나트륨	Merck, India	231-598-3
시험관	Borosil, India	9800U06	유리관
TLC 플레이트	Merck, 인도	1055540007
Vortex	GeNei, 인도	2006114318
수조	Julabo, 인도	SW21C