Wykorzystanie surfaktantów naturalnych w biodegradacji oleju napędowego

• Autorzy: Smułek W. , Kaczorek E.

Warianty tytułu

EN

The use of natural surfactants in the biodegradation of diesel oil

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zastosowanie surfaktantów w bioremediacji środowiska naturalnego skażonego substancjami ropopochodnymi jest jednym ze sposobów zwiększenia jej efektywności. Celem prowadzonych badań była analiza wpływu stężenia naturalnych surfaktantów: ramnolipidów i saponin na biodegradację oleju napędowego. Oceniano także modyfikację powierzchni komórek testowanych mikroorganizmów i jej wpływ na biodegradację węglowodorów. Właściwości powierzchniowe określano na podstawie pomiarów hydrofobowości powierzchni komórek i wartości potencjału zeta. Stwierdzono, że testowane surfaktanty zwiększają szybkość rozkładu oleju napędowego przez badane mikroorganizmy: Microbacterium sp. i Achromobacter sp., przy czym skuteczniejsze w testowanych układach okazało się zastosowanie saponin, surfaktantów pochodzenia roślinnego. Uzyskano pięciokrotny wzrost degradacji oleju napędowego w stosunku do układu bez związku powierzchniowo czynnego. Najwyższej biodegradacji, po wprowadzeniu 120 mg saponin na 1 litr oleju, towarzyszył wzrost hydrofobowości powierzchni komórek i zmniejszenie ładunku powierzchniowego testowanych szczepów.

EN

Application of surfactants in the bioremediation of contaminated environment with oil derivatives, is one of the ways to increase its efficiency. The aim of this study was to analyze the effect of the concentration of natural surfactants: rhamnolipids and saponins on the biodegradation of diesel oil. The modification of cell surface was determined on the basis of measurements of cell surface hydrophobicity and values of the zeta potential. It has been found that these surfactants have considerable potential, to increase the rate of oil degradation by microorganisms tested: Microbacterium sp. and Achromobacter sp. Although the use of saponins, surfactants of vegetable origin turned out to be more effective in tested systems. A 5-fold increase in degradation of the oil in relation to the system without the surfactant was achieved. The highest biodegradation after the addition of 120 mg saponins / l of oil was accompanied by an increase of cell surface hydrophobicity and reduction of the surface charge of the test strains.

Słowa kluczowe

PL

biodegradacja; hydrofobowość powierzchni komórki; potencjał zeta; saponiny; związki powierzchniowo czynne

EN

biodegradation; cell surface hydrophobicity; saponins; surface active agents; zeta potential

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 71, nr 2
• Strony: 104--109
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il.

Twórcy

autor

Smułek W.

• Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej Politechniki Poznańskiej. ul. Berdychowo 4 60-995 Poznań

autor

Kaczorek E.

• Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej Politechniki Poznańskiej. ul. Berdychowo 4 60-995 Poznań

Bibliografia

• [1] Banat I. M., Franzetti A., Gandolfi I., Bestetti G., Martinotti M. G., Fracchia L., Smyth T. J., Marchant R.: Microbial biosurfactants production, applications and future potential. Applied Microbiology and Biotechnology 2010, vol. 87, issue 2, pp. 427-444.
• [2] Bury S. J., Miller C. A.: Effect of micellar solubilization on biodegradation rates of hydrocarbons. Environmental Science and Technology 1993, vol. 27, issue 1, pp. 104-110.
• [3] Cameotra S. S., Bollag J. M.: Biosurfactant-enhanced bioremediation of polycyclic aromatic hydrocarbons. Critical Reviews in Environmental Science and Technology 2003, vol. 33, issue 2, pp. 111-126.
• [4] Goswami P. C., Singh H. D., Bhagat S. D., Baruach J. N.: Mode of uptake of insoluble solid substrates by microorganisms. I: Sterol uptake by an Arthrobacter species. Biotechnology and Bioengineering 1983, vol. 25, issue 12, pp. 2929-2943.
• [5] Leahy J. G., Colwell R. R.: Microbial degradation of hydrocarbons in the environment. Microbiological Review 1990, vol. 54, issue 3, pp. 305-315.
• [6] Liu Z., Zeng Z., Zeng G., Li J., Zhong H., Yuan X., Liu Y., Zhang J., Chen M., Liu Y, Xie G.: Influence of rhamnolipids and Triton X-100 on adsorption of phenol by Penicillium simplicissimum. Bioresource Technology 2012, vol. 110, pp. 468-473.
• [7] Liu Z.-F., Zeng G.-M, Wang J., Zhong H., Ding Y, Yuan X.-Z.: Effects of monorhamnolipid and Tween 80 on the degradation of phenol by Candida tropicalis. Process Biochemistry 2010, vol. 45, issue 5, pp. 805-809.
• [8] Martienssen M., Reichel O., Kohlweyer U.: Surface properties of bacteria from different wastewater treatment plants. Acta Biotechnologica 2001, vol. 21, issue 3, pp. 207-225.
• [9] Megharaj M., Ramakrishnan B., Venkateswarlu K., Sethunathan N., Naidu R.: Bioremediation approaches for organic pollutants: A critical perspective. Environment International 2011, vol. 37, issue 8, pp. 1362-1375.
• [10] Miyake Y., Tsunoda T., Minagi S., Akagawa Y., Tsuru H., Suginaka H.: Antifungal drugs affect adherence of Candida albicans to acrylic surfaces by changing the zeta-potential of fungal cells. FEMS Microbiology Letters 1990, vol. 69, pp. 211-214.
• [11] Rosenberg M., Gutnick D., Rosenberg E.: Adherence of bacteria to hydrocarbons: A simple method for measuring cell-surface hydrophobicity. FEMS Microbiology Letters 1980, vol. 9, issue 1, pp. 29-33.
• [12] Tan H. M., Kong C. J.: Biosurfactants and their roles in bioremediation. Environmental Biotechnology 2000, vol. 5, issue 3, s. 185-193.
• [13] Volkering F., Breure A. M., Rulkens W. H.: Microbiological aspects of surfactant use for biological soil remediation. Biodegradation 1998, vol. 8, issue 6, pp. 401-417.
• [14] Zamorska J., Papciak D.: Usuwanie zwiazkow ropopochodnych z gruntu — mikroorganizmy i warunki prowadzenia procesu. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej 2004, nr 218, s. 159-170.
• [15] Zhong H., Zeng G. M., Liu J. X., Xu X. M., Yuan X. Z., Fu H. Y., Huang G. H., Liu Z. F., Ding Y.: Adsorption of monorhamnolipid and dirhamnolipid on two Pseudomonas aeruginosa strains and the effect on cell surface hydrophobicity. Applied Microbiology and Biotechnology 2008, vol. 79, issue 4, pp. 671-677'.
• [16] Zhong H., Zeng G. M., Yuan X. Z., Fu H. Y., Huang G. H., Ren F. Y.: Adsorption of dirhamnolipid on four microorganisms and the effect on cell surface hydrophobicity. Applied Microbiology and Biotechnology 2007, vol. 77, issue 2, pp. 447-455.

Uwagi

PL

Artykuł został sfinansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na pdstawie decyzji numer DEC-2012/07/B/NZ9/00950.