Çeşitli endüstriyel atık maddelerde bazı mikroorganızmaların yüzey aktif özelliklerinin incelenmesi
Research of surface active properties of some microorganisms in various industrial wastes
Yazar: TAYFUN KAYA
Danışman: PROF. DR. BELMA ASLIM
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu çalışmada, Pseudomonas aeruginosa ve Pseudomonas stutzeri türlerine ait toplam 26 adet suş kullanılmıştır. Suşların 12 adeti Çorlu Deresi' den alınan sudan izole edilirken, 14 adeti Batman bölgesindeki petrolle kirletilmiş topraktan izole edilmiştir. İzolatların tanımlamaları 5 ve 42 oC' de gelişme, oksidaz, denitrifikasyon, jelatin hidrolizi, nişasta hidrolizi, pigmentasyon gibi biyokimyasal ve fizyolojik testlerin yanı sıra Analitik Profil İndeks biyokimyasal test kitleri kullanılarak yapılmıştır. Ayrıca tüm izolatların protein profilleri çıkarılarak aralarındaki benzerlikler incelenmiştir. Tanımlamaları yapılan suşlar arasından, besiortamının yüzey gerilimini sırasıyla 29 ve 33 dyne/cm2' ye düşüren ve en yüksek ramnolipid (sırasıyla 287-286 mg/L) üreten P. aeruginosa 78 ve 99 suşlarının yanı sıra, 393 mg/mL ile en yüsek oranda ekzopolisakkarit (EPS) üreten P. stutzeri T3 suşu çalışmalarda kullanılmak üzere seçilmiştir. P. aeruginosa suşlarının besiortamı yüzey gerilimini düşürmesinde etken olan ramnolipidin üretiminde, karbon kaynağı olarak gliserol, rakı fabrikası atığı cibri ve şeker fabrikası atığı melas kullanılmıştır. 379 mg/L ile en yüksek ramnolipid üretimini P. aeruginosa 78 suşunun melas besiortamında üretildiği tespit edilmiştir. Cibrili besiortamında ise herhangi bir üreme görülmemiştir. Melas besiortamının yüzey gerilimini P. aeruginosa 78 suşunun 28 dyne/cm2' ye düşürğü; P. aeruginosa 99 suşunun ise 29 dyne/cm2' ye düşürmüştür. P. aeruginosa 78 ve P. aeruginosa 99 suşları tarafından üretilen ramnolipidin kritik misel konsanrasyonunun sırasıyla 115 mg/L ve 130 mg/L olduğu, ayrıca ramnolipidlerin değişen pH ve sıcaklık koşullarında ise etkinliklerinin yüksek olduğu belirlenmiştir. Ramnolipid üreten suşların EPS üretimlerininde yüksek olduğu tespit edilmiştir. Ancak EPS üretimi en yüksek olan P. stutzeri T3 suşunun ramnolipid veya benzeri bir yüzey aktif madde üretmediği ve EPS' nin besiortamı yüzey gerilimine etkisinin olmadığı görülmüştür. Ramnolipid ve EPS' nin benzen, n-hekzan, toluen ve ksilol hidrokarbonları üzerine emülsifikasyon aktivitesi ile bu hidrokarbonlar üzerinde suşların hücre yüzey hidrofobisiteleri araştırılmıştır. P. aeruginosa 78 ve 99 suşları tarafından üretilen ramnolipidlerin benzen için (sırasıyla % 68 ve % 69) daha emülsifiyer özellikte olduğu görülmüştür. P. aeruginosa 78, 99 ve P. stutzeri T3 suşları tarafından üretilen EPS' nin ise kullanılan hidrokarbonları % 66-22 arasında değişen oranlarda emülsifiye ettiği belirlenmiştir. EPS' lerin en yüksek toluen için emülsifiyer olduğu (sırasıyla % 66, 54, 44) tespit edilmiştir. P. aeruginosa 78 ve 99 ile P. stutzeri T3 suşlarının hücre yüzeylerinin ise benzen ve toluen hidrokarbonları için daha hidrofob olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this study, totally 26 strains belonging to Pseudomonas aeruginosa and Pseudomonas stutzeri microorganisms were used. While 12 of strains were isolated from the water sample from Çorlu Stream (Tekirdağ Province), 14 were isolated from the petroleum polluted soil in Batman region. The identification of the isolates were carried out using biochemical and physiological tests such as oxidase, denitrification, gelatine hydrolyze, starch hydrolyze, pigmentation and growth (between 5 ? 42 oC) as well as Analytic Profile Index Biochemical Test Kits. In addition, the similarities of all isolates were investigated by protein profiles. Among the identified isolates, P. aeruginosa 78 and P. aeruginosa 99 strains which decreased surface tension of medium 29 and 33 dyne/cm2 respectively and produced highest rhamnolipid (287 and 286 mg/L respectively), P. stuzeri T3 strain which produced highest value (393 mg/mL) of Exopolysaccharide (EPS) were selected in order to use in our studies. Glycerol, Cibri (waste of Rakee Factory) and molasses (waste of sugar factory) were used as a carbon source at rhamnolipid production which is a factor in decreasing surface tension of medium of P. aeruginosa strains. The maximum rhamnolipid production of P. aeruginosa 78 was determined in the molasses medium as 379 mg/L. No bacterial growth in the medium with cibri was observed. It was determined that P. aeruginosa 78 reduced the surface tension of molasses medium to 28 dyne/cm2 and P. aeruginosa 99 to 29 dyne/cm2. Critical micelle concentration of rhamnolipid produced by P. aeruginosa 78 and P. aeruginosa 99 strains was respectively 115 mg/L and 130 mg/L and also the efficiencies at different pH and temperature conditions were determined high. Rhamnolipid producing strains were also produced high yields of EPS. On the other hand P. stuzeri T3 strain which had the highest EPS production did not produce rhamnolipid or a similar surface active agent and EPS produced by P. stuzeri T3 did not have any effect on the medium surface tension. The emulsification activity of rhamnolipid and EPS on benzene, n-hexane, toluene and xylol, and also cell surface hydrophobicities of the strains on these hydrocarbons were investigated. It was dtermined that the rhamnolipids produced by P. aeruginosa 78 and P. aeruginosa 99 had more emulsifier characteristic for benzene (respectively 68 % and 69 %). Emulsification activity of EPS produced by P. aeruginosa 78, 99 and P. stuzeri T3 on hydrocarbons was determined in the range of %66-22. EPS produced by P. aeruginosa 78 had high emulsifier characteristic for toluene (66 %). It was determined that the cell surfaces of P. aeruginosa 78, P. aeruginosa 99 and P. stuzeri T3 strains were more hydrophobe for benzene and toluene hydrocarbons.