Концентрація препаратів пар, см3/кг ґрунту

Препарати ПАР: А – культуральна рідина; Б – супернатант культуральної рідини. Початкова концентрація нафти 20 г/кг грунту.

Рисунок 3 − Ступінь деструкції нафти у ґрунті препаратами ПАР N. vaccinii K−8

Подальші експерименти показали, що за присутності ПАР штаму K-8 у вигляді культуральної рідини (30 см³) ступінь відмивання піску від нафти (0,1 см³ нафти/1 г піску) становив 90 %.

Одержані результати підтверджують перспективність використання ПАР N. vaccinii K-8 у природоохоронних технологіях для очищення довкілля від нафтових забруднень.

Оскільки актуальною проблемою сьогодення є боротьба з бактеріозами сільськогосподарських культур, на наступному етапі досліджували антимікробну дію ПАР N. vaccinii K-8 на фітопатогенні бактерії родів Pseudomonas і Xanthomonas (див. підрозділ «Об’єкти досліджень»).

Результати показали, що антимікробні властивості притаманні як препаратам очищених ПАР, так і ПАР у вигляді супернатанту культуральної рідини, а також неідентифікованим на теперішній час позаклітинним метаболітам, що містяться у водній фазі після екстракції ПАР (препарати 1–3, див. підрозділ «Визначення антимікробних властивостей ПАР»). Так, після обробки упродовж 1–2 год досліджуваними препаратами N. vaccinii K-8 (0,085–0,85 мг/см³) виживання клітин (10⁵–10⁷ в см³) переважної більшості фітопатогенних бактерій не перевищувало 0–5 %. Одержані результати є перспективними для розробки екологічно безпечних біопрепаратів для контролю чисельності фітопатогенних бактерій.

Висновки

1. Селекціоновано штам бактерій N. vaccinii K-8 – продуцент позаклітинних метаболітів з поверхнево-активними та емульгувальними властивостями на гліцерині – побічному продукті виробництва біодизелю з рослинних олій і тваринних жирів.

2. Встановлено, що оптимальним джерелом азотного живлення для синтезу поверхнево-активних речовин N. vaccinii K-8 є нітрат натрію. Модифіковано склад поживного середовища для одержання посівного матеріалу (0,5 % гліцерину, 0,5 г/дм³ нітрату натрію, 0,5 % дріжджового екстракту, 0,001 г/дм³ сульфату заліза) і показано, що найвищі показники синтезу поверхнево-активних речовин за умов росту N.vaccinii K-8 на гліцерині досягаються за використання 10 % інокуляту з середини експоненційної фази росту.

3. З використанням математичних методів планування експерименту оптимізовано поживне середовище для культивування N. vaccinii K-8 (1,5 % гліцерину, 0,5 г/дм³ NaNO₃; 0,3 г/дм³ дріжджового екстракту), за умов росту на якому кількість синтезованих ПАР підвищувалася майже у 4 рази (до 12,6 г/дм³) порівняно з показниками до оптимізації.

4. Встановлено, що за хімічним складом позаклітинні поверхнево-активні речовини штаму К-8 є комплексом нейтральних, аміно- та гліколіпідів. Нейтральні ліпіди представлені міколовими і n-алкановими кислотами, гліколіпіди – трегалозодіацелатами і трегалозоміколатами.

5. Одночасне внесення у середовище з гліцерином 0,1 % фумарату (попередник глюконеогенезу) і 0,1 % цитрату (регулятор синтезу ліпідів) на початку стаціонарної фази росту штаму К-8 супроводжувалося підвищенням умовної концентрації ПАР на 40 % порівняно з культивуванням бактерій на середовищі без органічних кислот.

6. Встановлено можливість біодеструкції поверхнево-активних речовин N. vaccinii K-8 чистими культурами бактерій і грибів, а також мікрофлорою повітря. Обробка препаратів ПАР формаліном у концентрації 0,5 % дала змогу подовжити термін їх зберігання до 30 діб. N. vaccinii K-8 не здатний асимілювати власні ПАР як єдине джерело вуглецю і енергії.

7. Ефективність очищення забрудненої нафтою води (2,6 г/дм³) після одноразової обробки суспензією клітин N. vaccinii K-8 (9,8×10⁷ КУО/см³) становила 95 %, а ступінь очищення забрудненого ґрунту (20 г нафти на кг ґрунту) після обробки препаратами ПАР у вигляді постферментаційної культуральної рідини (300 см³ на 1 кг ґрунту) – 85 % на 30 добу експозиції. За присутності ПАР N. vaccinii K-8 у вигляді культуральної рідини відмивання піску від нафти (0,1 см³ нафти/1 г піску) становило 90 %.

8. Встановлено, що позаклітинним метаболітам N. vaccinii K-8 притаманні антимікробні властивості щодо фітопатогенних бактерій родів Pseudomonas і Xanthomonas. За присутності як препаратів ПАР (0,085–0,85 мг/см³), так і інших метаболітів кількість клітин більшості досліджуваних фітопатогенних бактерій знижувалася на 95–100 %.