پاکسازی زیستی ترکیبات نفتی با بهینهسازی تولید آنزیمهای لیگنینولایتیک | ||
| فصلنامه علوم محیطی | ||
| مقاله 5، دوره 24، شماره 1، بهار 1405، صفحه 71-86 اصل مقاله (901.67 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/envs.2025.238367.1480 | ||
| نویسندگان | ||
| میترا پارسا1؛ الهه پورفخرایی* 1؛ سمیرا سعیدی اکبرزاده1؛ شعله مصنفی1؛ کمال خدایی2؛ فرهاد جدیدی1 | ||
| 1گروه بیوتکنولوژی صنعت و محیط، پژوهشکده علوم پایه کاربردی جهاد دانشگاهی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران | ||
| 2گروه زمین شناسی محیطی، پژوهشکده علوم پایه کاربردی جهاد دانشگاهی دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: نفت بهعنوان مهمترین منبع اقتصادی در کشور علاوه بر ایجاد درآمد، به صورت اجتنابناپذیری در مراحل استخراج، پالایش، توزیع و انبارش سبب آلودگی محیطزیست میگردد. میکروارگانیسمها در تنشهای محیطی از آنزیمهای تجزیهکننده ترکیبات نفتی برای تجزیه هیدروکربنها بهعنوان منبع کربن استفاده میکنند. استفاده از آنزیمها، به دلیل عدم ایجاد آلودگی و قابلیت کنترل، بهترین روش پاکسازی آلودگیهای محیطزیست است. از بهترین آنزیمها برای تجزیه ترکیبات نفتی، آنزیمهای لیگنینولایتیک هستند که توسط قارچها تولید میشوند. هدف از انجام این آزمایش، بهینهسازی تولید آنزیمهای تجزیهکننده ترکیبات نفتی برای پاکسازی آلودگی نفتی است. مواد و روشها: در این پژوهش از سویه قارچی E2 که در بانک میکروارگانیسمی جهاد دانشگاهی شهید بهشتی نگهداری میشد استفاده گردید و توانایی تولید آنزیمهای لیگنینولایتیک در آن بررسی شد. طراحی آزمایش با نرمافزار 1، 2، 22 Minitab برای بهینهسازی تولید آنزیم صورت گرفت و محیطی که بیشترین میزان پروتئین را داشت، با روش اسپکتروفتومتری و بردفورد شناسایی شد. سنجش آنزیمی در طولموج 420 و 595 نانومتر به ترتیب برای لاکاز و پراکسیدازها، با سوبسترای مناسب انجام شد. میزان غلظت پروتئین هر یک از محیطهایی که با مشخص شده بود تعیین شد و میزان تجزیه نفت خام با آنزیمهای لیگنینولایتیک سنجش گردید. نتایج و بحث: قارچ مورد مطالعه مولد آنزیمهای لیگنینولایتیک شناخته شد، تجزیه گایاکول و تغییر رنگ محیط کشت به رنگ قهوهای نشان از فعالیت آنزیم لاکاز و واکنش بر سوبسترا در ایجاد رنگ قرمز در حضور منگنز پراکسیداز و رنگبری آزور در حضور لیگنین پراکسیداز تأیید گردید. با استفاده از نرمافزار Minitab 22.2.1 و نتایج کشت در 12 محیط کشت حاصل از طراحی آزمایش با نرمافزار مذکور فاکتور هم زدن و القاکننده بیشترین تأثیر را نشان دادند. بیشترین غلظت پروتئین در شرایط گلوکز 5 گرم در لیتر، آمونیوم سولفات 02/0 گرم در لیتر، سولفات مس 1/0 میلیمولار و 4% نفت خام (حجمی/حجمی)، 7pH=، دما 30 درجه سانتیگراد، 15 میلیلیتر مایه تلقیح و سرعت همزنی rpm 150 به دست آمد. سه محیط با غلظت بالای پروتئین مورد سنجش فعالیت آنزیمی قرار گرفتند و رابطه مستقیم بین غلظت پروتئین و فعالیت آنزیمهای لیگنینولایتیک مشاهده گردید و محیط بهینه انتخاب شد. سوپرناتانت حاصل از کشت قارچ در محیط بهینه با روشهای رسوبدهی با سولفات آمونیوم و کروماتوگرافی تغلیظ شد و میزان فعالیت آنزیمی به ترتیب برای لاکاز و پراکسیدازها U/ml 32/128 و U/ml 4/59 محاسبه شد. توانایی تجزیه زیستی آنزیمی در حضور نفت خام بررسی شد و بر اساس نتایج کروماتوگرافی گازی میزان تجزیه نفت خام 2.17± 3/88 درصد محاسبه شد که نسبت به گزارشهای علمی دیگر توان تجزیهای بالایی را در مقابل ترکیبات نفتی نشان میدهد. آنزیمهای لیگنینولایتیک به دلیل گستره دامنه سوبسترایی وسیع و انعطافپذیری بالای ساختاری قابلیت واکنش با ترکیبات نفتی را بهعنوان شبه سوبسترا دارند و میتوانند سبب تجزیه زیستی و پاکسازی محیطزیست شوند. نتیجهگیری: بر اساس نتایج این پژوهش، میتوان آنزیمهای لیگنینولایتیک را گزینهای توانمند در تجزیه زیستی ترکیبات نفتی به عنوان شبه سوبسترا بر شمرد. از نظر اقتصادی، بهینهسازی تولید آنزیمهای لیگنینولایتیک در محیط مناسب برای استفاده کاربردی دارای اهمیت است. امید است استفاده از آنزیمهای تجزیهکننده نفت به عنوان یک روش دوستدار محیطزیست، مسیر نوینی برای رفع آلودگیهای نفتی باشد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| تجزیه زیستی؛ بهینهسازی؛ ترکیبات نفتی؛ آنزیمهای تجزیهکننده؛ سنجش آنزیمی | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,733 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 807 |
||