Вчені використовують бактеріальний штам для обрізки відходів для отримання стійких біопродуктів

Резюме

Дослідники виявили у відходах обрізки оливок бактеріальний штам Rhodococcus sp. 24CO, який ефективно виробляє нейтральні ліпіди, зокрема триацилгліцероли, що має потенційне застосування в біотехнології. Штам демонструє здатність перетворювати різні джерела вуглецю на високоцінні продукти, такі як біопаливо, мийні засоби, косметика та фармацевтичні компоненти, пропонуючи стале рішення для утилізації відходів оливок та потенційного зменшення впливу на навколишнє середовище.

Дослідники з Аргентини та Іспанії продемонстрували потенціал бактеріального штаму у відходах обрізки оливок для біотехнологічного застосування. 

. вчитися, опублікований в Бродіння, базується на дослідженнях, представлених у 2022 році на XVII Аргентинському конгресі загальної мікробіології.

Штам, про який йде мова, Rhodococcus sp. 24CO, ефективно перетворює різні джерела вуглецю на нейтральні ліпіди, особливо триацилгліцерини, накопичуючи до 47 відсотків своєї біомаси як харчовий ліпід. 

Мікробний синтез триацилгліцеролів останнім часом отримав значну увагу завдяки своєму потенціалу для виробництва стійких високоцінних продуктів з відходів. До таких продуктів належать біопаливо, мийні засоби, добрива, косметичні та фармацевтичні компоненти.

Rhodococcus sp. 24CO, був виділений з листя сортів Франтойо на східному узбережжі південної Патагонії. Багато родокок види відомі своєю здатністю пом'якшувати стійке та небезпечне забруднення, таке як пестициди, гербіциди та радіоактивні матеріали, а також своєю здатністю перетворювати дешевий субстрат на цінніші сполуки.

Щоб оцінити властивості та можливості штаму, дослідники піддали його різним тестам.

При культивуванні 24CO міг рости на чотирьох із 50 протестованих джерел вуглецю, включаючи фруктозу, маніт, сорбіт та арабітол. Перші два, що природно присутні в листі оливи, призвели до накопичення триацилгліцеролу до 47% та 28% сухої маси клітин відповідно.

Високий рівень утворення нейтральних ліпідів з манітолу також спостерігався в азоті, що, на думку авторів, є раніше невідомою поведінкою та промислово значущою, оскільки це означає, що штам вироблятиме високу біомасу та одночасно велику кількість триацилгліцеролів.

Хімічний аналіз свіжих та зневоднених екстрактів листя відходів обрізки оливок виявив високе співвідношення вуглецю до азоту, що вказує на їх придатність для виробництва ліпідів. 

Подальші культури підтвердили це, даючи понад 20 відсотків сухої маси клітин у вигляді нейтральних ліпідів при зневодненому настої та вісім відсотків при свіжому настої. Триацилгліцерини, отримані з першого методу, нагадували ті, що були отримані при культивуванні манітолу.

Крім того, в обох культурах було виявлено невелику кількість полігідроксибутирату, полімеру, що представляє інтерес для біорозкладний пластик виробництвоАналіз геному Rhodococcus sp. 24CO підтвердив його потенціал для синтезу цих полімерів.

Аналіз також виявив значні генетичні відмінності між 24CO та Rhodococcus sp. RHA1, один з найкраще вивчених представників роду. 24CO не мав кількох генів, пов'язаних з окисно-відновним та азотним метаболізмом, присутніх у RHA1, які зазвичай активуються в умовах ліпідоутворення. Відсутність цих генів, ймовірно, не перешкоджала накопиченню ліпідів 24CO, що свідчить про альтернативні регуляторні механізми.

Хоча було виявлено, що 24CO містить менше ферментів воскових ефірів, ніж RHA1, його вихід ліпідів був рівним або вищим, ніж у першого. Це свідчить про те, що ферменти, відповідальні за біосинтез триацилгліцеролів у цьому штамі, можуть бути ефективнішими. Однак ферменти шляху Кеннеді були повністю присутні та мали високу надлишковість.

Після оцінки відповідних умов навколишнього середовища для виду, дослідники дійшли висновку, що він може виживати та розмножуватися за температури від 4 °C до 30 °C, з оптимальною температурою 28 °C. 

Експерименти з солоністю та pH показали, що він може переносити до п'яти відсотків ваги на об'єм хлориду натрію зі значенням pH від шести до десяти, або від слабокислого до лужного. 

Автори також зазначають, що поверхня листя в Патагонії є суворим середовищем, схильним до високого ультрафіолетового випромінювання, низького рівня поживних речовин та висихання.

Хоча багато ініціатив спрямовані на зменшення та повторне використання оливкових відходів тривають, більшість відходів від обрізки оливок все ще спалюються. 

Тільки в Іспанії щорічно в результаті обрізки утворюється приблизно 1.25 мільйона метричних тонн листя. Дослідники вважають, що Rhodococcus sp. 24CO є життєздатним кандидатом для перетворення цієї величезної біомаси на стійкі та цінні продукти, головним чином шляхом біосинтезу триацилгліцеролів.

• Конісет
• Мікробіологія