مقایسه عملکرد باکتری Methylorubrum sp. در حذف ترکیبات نفت خام به‌صورت آزاد و تثبیت‌شده: رویکردی بر پایه فعالیت آنزیم‌های کلیدی
الموضوعات :
1 - دانشجوی دکتری، گروه تولیدات و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
2 - دانشیار، گروه تولیدات و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
الکلمات المفتاحية: آلکان‌مونو‌اکسیژناز, باکتری Methylorubrum sp., تثبیت سلولی, سیتوکروم P450 و لیپاز,
ملخص المقالة :
نشت نفت خام و ماندگاری ترکیبات هیدروکربنی در محیط‌زیست، تهدیدی جدی برای سلامت انسان و اکوسیستم‌ها محسوب می‌شود. این ترکیبات به دلیل سمیت، پایداری بالا و تجمع در منابع آب و خاک، موجب اختلال در زنجیره‌های غذایی و تشدید بحران‌های زیست‌محیطی می‌شوند. زیست‌پالایی با بهره‌گیری از میکروارگانیسم‌ها، راهکاری مؤثر، اقتصادی و سازگار با محیط برای حذف این آلاینده‌ها است. در این پژوهش، توان تجزیه نفت خام توسط باکتری Methylorubrum sp. در دو وضعیت سلول آزاد و تثبیت‌شده در آلژینات سدیم بررسی و فعالیت آنزیم‌های آلکان‌مونو‌اکسیژناز، سیتوکروم P450 و لیپاز به‌عنوان آنزیم‌های کلیدی در تجزیه ترکیبات نفتی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که در حضور چهار درصد نفت خام (۳۲۰۰ میلی‌گرم در لیتر)، باکتری در حالت آزاد موفق به تجزیه حدود 50درصد از ترکیبات نفتی شد، درحالی‌که تثبیت آن در دانه‌های آلژیناتی موجب افزایش تجزیه به 70درصد شد. آنالیز GC-MS نشان داد آلکان‌های سبک (C4–C9) به‌طور کامل و ترکیبات سنگین (C14–C28) تا ۷۴ درصد در حالت تثبیت‌شده تجزیه شدند. تصاویر میکروسکوپی FE-SEM ساختار متخلخل دانه‌ها و توزیع مناسب سلول‌ها را نشان داد. بیشینه فعالیت آنزیمی آلکان‌مونو‌اکسیژناز، سیتوکروم P450 و لیپاز در سلول‌های تثبیت‌شده در روز سوم به ترتیب برابر با 9، 5/9 و 55/13 واحد بر میلی‌گرم بود. تثبیت باکتری موجب افزایش پایداری، حفاظت سلولی و ارتقای عملکرد تجزیه‌ای شد. نتایج این مطالعه نقش اثربخش تثبیت Methylorubrum sp. را در زیست‌پالایی نفت خام تأیید کرده و می‌تواند گامی مؤثر در توسعه سامانه‌های مقیاس‌پذیر، ایمن و دوستدار محیط‌زیست برای مدیریت آلودگی‌های نفتی به‌شمار رود.