RU2692629C1 - Bacterial strain pseudomonas azotoformans for bioconversion of hydrocarbons from oil-contaminated and oil-product-contaminated water to a biodiesel source - Google Patents

Bacterial strain pseudomonas azotoformans for bioconversion of hydrocarbons from oil-contaminated and oil-product-contaminated water to a biodiesel source Download PDF

Info

Publication number
RU2692629C1
RU2692629C1 RU2018140168A RU2018140168A RU2692629C1 RU 2692629 C1 RU2692629 C1 RU 2692629C1 RU 2018140168 A RU2018140168 A RU 2018140168A RU 2018140168 A RU2018140168 A RU 2018140168A RU 2692629 C1 RU2692629 C1 RU 2692629C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
strain
pseudomonas azotoformans
contaminated
vkm
Prior art date
Application number
RU2018140168A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Николаевна Щемелинина
Елена Михайловна Анчугова
Мария Юрьевна Маркарова
Елена Морисовна Лаптева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "КОМИ научный центр Уральского отделения Российской академии наук"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "КОМИ научный центр Уральского отделения Российской академии наук" filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "КОМИ научный центр Уральского отделения Российской академии наук"
Priority to RU2018140168A priority Critical patent/RU2692629C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2692629C1 publication Critical patent/RU2692629C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/10Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205Bacterial isolates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/38Pseudomonas

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology.SUBSTANCE: invention relates to the field of biotechnology. Strain of bacteria Pseudomonas azotoformans 1Y-2014, capable of biodegradation of solid paraffins and polycyclic aromatic compounds in water, liquid slimes contaminated with oil and oil products with simultaneous transformation of hydrocarbon xenobiotics into biomass of lipid metabolites of biodiesel sources is deposited in IBPM RAS under registration number VKM B-3254D.EFFECT: bacterial strain Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D increases degree of purification of soil and water, liquid sludge from oil and oil products under conditions of low temperatures.1 cl, 4 tbl, 2 ex, 2 dwg

Description

Штамм бактерий Pseudomonas azotoformans для биоконверсии углеводородов из загрязненных нефтью и нефтепродуктами вод в источник биодизеляThe strain of bacteria Pseudomonas azotoformans for the bioconversion of hydrocarbons from polluted with oil and oil products in the source of biodiesel

Изобретение относится к области биотехнологии и касается получения нового штамма бактерий Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254D, предназначенного для активизации биодеструкции твердых парафинов и полициклических ароматических соединений в почве, воде, жидких шламах, загрязненных нефтью и нефтепродуктами в условиях пониженных температур и для трансформации углеводородных ксенобиотиков в биомассу липидных метаболитов, используемые в качестве источника биотоплива – биодизеля.The invention relates to the field of biotechnology and relates to obtaining a new strain of bacteria Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D, designed to enhance the biodegradation of solid paraffins and polycyclic aromatic compounds in soil, water, liquid sludge contaminated with oil and oil products at low temperatures and for the transformation of hydrocarbon xenobiotics in biomass of lipid metabolites used as a source of biofuel - biodiesel.

Известен штамм Pseudomonas putida 36, обладающий способностью к биодеградации нефти и нефтепродуктов [Дядечко В.Н. О биологической рекультивации нефтезагрязненных песочных почв Среднего Приобья / В.Н. Дядечко, Л.Е. Толстокорова, С.Н. Гашев, М.Н. Гашева, А.В. Соромотин, Е.Б. Жданова // Почвоведение. – 1990. – № 9. – С. 148-151].A known strain of Pseudomonas putida 36, which is capable of biodegradation of oil and oil products [Dyadechko VN On the biological reclamation of oil-contaminated sandy soils of the Middle Ob / V.N. Dyadechko, L.E. Tolstokorova, S.N. Gashev, M.N. Gasheva, A.V. Soromotin, E.B. Zhdanova // Soil Science. - 1990. - № 9. - p. 148-151].

Известен штамм Bacillus species 739 [Авторское свидетельство СССР №1743019, 1989] и полученный на его основе бактериальный препарат «Бациспецин» [Патент РФ №2 077 397, опубл. 1997], используемый для рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами.A known strain of Bacillus species 739 [USSR Author's Certificate No. 1743019, 1989] and the bacterial preparation Bacispecin derived from it [RF Patent No. 2 077 397, publ. 1997], used for the reclamation of soils polluted by oil and oil products.

Известен способ очистки воды и почвы от нефти, нефтепродуктов и полимерных добавок в буровом растворе, включающий внесение микроорганизмов, отличающийся тем, что из микроорганизмов используют ассоциацию штаммов бактерий Rhodococcus erythropolis BKM Ac-1339D, Bacillus subtilis BKM B-1742D и Pseudomonas putida BKM 1301 [Патент РФ №2 093 478, опубл. 20.10.1997].A known method of purification of water and soil from oil, petroleum products and polymer additives in the drilling fluid, including the introduction of microorganisms, characterized in that the microorganisms use the association of bacterial strains Rhodococcus erythropolis BKM Ac-1339D, Bacillus subtilis BKM B-1742D and Pseudomonas putida B-17KD RF patent №2 093 478, publ. 10/20/1997].

Известен консорциум микроорганизмов-деструкторов: Alcaligenes sp. Г0401ВТ №17, Micrococcus nishomyaensis Г0402ВТ №16, Brevibacterium iodinum Г0403ВТ №15, Pseudomonas aeruginosa Г0404ВТ №14, Pseudomonas facilis Г0405ВТ №13, Brevibacterium linens Г0406ВТ №12, Bacillus subtilis Г0407ВТ №11, Flavobacterium aquatile Г0408ВТ №10, Clostridium butyricum Г0409ВТ №9, используемый для очистки природных и сточных вод, почв и почвогрунтов от нефти, нефтепродуктов и остаточной замазученности [Патент РФ №, 2 376 084, опубл. 20.12.2009].Known consortium of microorganisms-destructors: Alcaligenes sp. G04, Microclimate 9, used for the purification of natural and waste waters, soils and soil grounds from oil, oil products and residual oil contamination [RF Patent No., 2 376 084, publ. 12/20/2009].

Известен консорциум штаммов микроорганизмов Acinetobacter sp. ВКМ В-2753D и Ochrobactrum sp. ВКМ В-2754D, обладающий нитрогеназной активностью. Консорциум способен к фиксации атмосферного азота и обладает высокой утилизирующей способностью по отношению к нефти и нефтепродуктам при их высоком содержании в субстрате [Патент РФ № 2 553 540, опубл. 20.06.2015].Known consortium of strains of microorganisms Acinetobacter sp. VKM B-2753D and Ochrobactrum sp. VKM B-2754D, possessing nitrogenase activity. The consortium is capable of fixing atmospheric nitrogen and has a high utilizing capacity with respect to oil and oil products with their high content in the substrate [RF Patent № 2 553 540, publ. 06/20/2015].

Известен способ обработки нефтяного шлама [Патент РФ №2 198 747, опубл. 2000], заключающийся в том, что нефтяной шлам смешивают с микроорганизмами и биостимулятором. Для этого в нефтяной шлам добавляют чистую почву и древесные опилки в массовом соотношении 1:2:1, в качестве микроорганизмов используют штамм бактерий Bacillus sр. ВНИИСХМ 132, а в качестве биостимулятора – белковую кормовую добавку «Биотрин», после периода инкубации микроорганизмов (не менее 50 суток) проводится дополнительная обработка почвы биостимулятором.A known method of processing oil sludge [RF Patent №2 198 747, publ. 2000], which consists in the fact that the oil sludge is mixed with microorganisms and biostimulant. To do this, clean soil is added to oil sludge and sawdust in a mass ratio of 1: 2: 1; the bacterial strain Bacillus sp. Is used as a microorganism. VNIISHM 132, and as a biostimulant - protein feed additive "Biotrin", after the incubation period of microorganisms (at least 50 days), additional tillage with biostimulator is carried out.

Известен способ обезвреживания грунтов от нефтепродуктов [Патент РФ №2 075 447, опубл. 1997], в котором производится сбор зараженного грунта, разделение и переработка шлама культивированными биологическими штаммами аэробных и анаэробных микроорганизмов.There is a method of neutralization of soils from petroleum products [RF Patent №2 075 447, publ. 1997], in which the collection of contaminated soil, the separation and processing of sludge cultured biological strains of aerobic and anaerobic microorganisms.

Основные заявленные способности штаммов и консорциумов микроорганизмов, в представленных патентах, это очистка почв, сточных вод, почвогрунтов, шламонакопителей от нефтепродуктов с утратой энергетического ресурса (без выхода вторичного сырья).The main declared abilities of strains and consortia of microorganisms, in the submitted patents, are the purification of soil, sewage, soil and sludge collector from oil products with the loss of the energy resource (without the release of secondary raw materials).

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности относится микробиологический способ увеличения содержания светлых и масляных фракций в нефти, в нефтепродуктах и другом углеводородном сырье с одновременной изомеризацией бензиновой фракции [Патент РФ № 2 405 825, 10.12.2010]. Предложенное изобретение позволяет улучшить качество получаемых нефтепродуктов за счет увеличения содержания светлых и масляных углеводородных фракций, снижения содержания темных фракций, мазута и кокса, что в свою очередь обеспечивает улучшение качества и эксплуатационных характеристик получаемых нефтяных фракций.The closest to the claimed technical essence is the microbiological method of increasing the content of light and oil fractions in oil, oil products and other hydrocarbon raw materials with simultaneous isomerization of the gasoline fraction [RF Patent № 2 405 825, 10.12.2010]. The proposed invention allows to improve the quality of the oil by increasing the content of light and oil hydrocarbon fractions, reducing the content of dark fractions, fuel oil and coke, which in turn provides an improvement in the quality and performance characteristics of the resulting oil fractions.

Таким образом, в данных патентах заявленных свойств у известных штаммов и консорциумов микроорганизмов – трансформация углеводородных ксенобиотиков в биомассу липидных метаболитов не обнаружено. Thus, in these patents the stated properties of known strains and consortia of microorganisms — the transformation of hydrocarbon xenobiotics into biomass of lipid metabolites was not found.

Задача изобретения - получение штамма Pseudomonas azotoformans, обеспечивающего активизацию биодеструкции твердых парафинов и полициклических ароматических соединений в почве, воде, жидких шламах, загрязненных нефтью и нефтепродуктами с одновременной трансформацией углеводородных ксенобиотиков в биомассу липидных метаболитов, используемые в качестве источника биотоплива – биодизеля. The objective of the invention is to obtain a strain of Pseudomonas azotoformans, providing activation of the biodegradation of solid paraffins and polycyclic aromatic compounds in the soil, water, liquid sludge contaminated with oil and oil products with simultaneous transformation of hydrocarbon xenobiotics to biomass of lipid metabolites used as a source of biofuel - biology bioprocessors used as biofuels - bio biological xenobiotics used as sources of biofuel

В этом состоит технический результат.This is the technical result.

Для достижения технического результата из нефтезагрязненных почв Усинского района Республики Коми была получена накопительная культура Pseudomonas azotoformans на среде следующего состава: на 1000 мл воды: 30 г, NaNO3 – 3,0 г; KH2PO4 – 1,0 г; KCl – 0,5 г; MgSO4×5H2O - 0,5 г; 15-25°С, 3-5 суток в условиях жидкофазной ферментации.To achieve a technical result, the accumulative culture of Pseudomonas azotoformans on the medium of the following composition was obtained from oil-polluted soils of the Usinsky district of the Komi Republic: per 1000 ml of water: 30 g, NaNO 3 - 3.0 g; KH 2 PO 4 - 1.0 g; KCl - 0.5 g; MgSO 4 × 5H 2 O — 0.5 g; 15-25 ° С, 3-5 days under conditions of liquid phase fermentation.

Штамм характеризуется следующими морфологическими, культуральными и физиологическими признаками:The strain is characterized by the following morphological, cultural and physiological characteristics:

Грамотрицательные прямые подвижные палочки с полярно расположенными жгутиками.Gram-negative straight moving sticks with polar flagella.

Колонии на мясо-пептонном агаре, средах Чапека-Докса и Эшби мелкие округлой формы с ровными краями, выпуклые, полупрозрачные, Colonies on meat-peptone agar, Chapek-Doksa and Ashby mediums are small, round-shaped with smooth edges, convex, translucent,

На МПА колонии желтоватые, на Чапека-Докса и Эшби белесые с желтоватым оттенком.On the IPA, the colonies are yellowish, on Čapek-Doksa and Ashby are whitish with a yellowish tinge.

Консистенция слизистая.The consistency of the mucous.

Выделяет в среду дифундирующий флюоресцирующий желто-зеленый пигмент на 3-4 сутки, на среде Эбши – на седьмые.It releases a diffusing fluorescent yellow-green pigment on the environment for 3-4 days, on the Absha medium - on the seventh.

Аэроб, факультиативный анаэроб, способен к денитрификации.Aerobe, a facultative anaerob, is capable of denitrification.

Лактозоотрицательный, при 37°С не растет. Каталазный тест положительный.Lactose-negative, does not grow at 37 ° C. The catalase test is positive.

Предпочтительная среда культивирования – мясо-пептонный агар.The preferred culture medium is meat-peptone agar.

Данные молекулярно-генетического анализа:The data of molecular genetic analysis:

Figure 00000001
Figure 00000001

Уровень сходства последовательности фрагмента гена 16S rRNA штамма 1Y-2014 с последовательностями ближайших типов штаммовThe level of sequence similarity of the fragment of the 16S rRNA gene of strain 1Y-2014 with the sequences of the closest types of strains

Figure 00000002
Figure 00000002

Уровень сходства последовательностей фрагмента гена gyrB и белковой последовательности штамма 1Y-2014 с последовательностями ближайших типов штаммовThe level of sequence similarity of the fragment of the gyrB gene and the protein sequence of strain 1Y-2014 with the sequences of the closest types of strains

Figure 00000003
Figure 00000003

В классификации микроорганизмов по группам патогенности Санитарно- эпидемиологических правил СП 1.3.2322-08 от 1 мая 2008 г. «Безопасность работы с микроорганизмами III - IV групп патогенности (опасности) и возбудителями паразитарных болезней» данный вид (род) не значится.In the classification of microorganisms by pathogenicity groups, the Sanitary and Epidemiological Rules SP 1.3.2322-08 dated May 1, 2008, “Safety of work with microorganisms of the III – IV groups of pathogenicity (danger) and pathogens of parasitic diseases”, this species (genus) does not appear.

Режим хранения штамма – длительное хранение в лиофилизированной форме в плотно запаянных стеклянных ампулах. Кратковременное хранение (для подготовки биомассы с целевым использованием) – периодические пересевы – 1 раз в 2 месяца с хранением выросшей чистой культуры на скошенном агаре среды следующего состава: на 1000 мл воды: сахароза – 30 г, NaNO3 – 3,0 г; KH2PO4 – 1,0 г; KCl – 0,5 г; MgSO4×5H2O - 0,5 г; агар микробиологический – 20,0 г; в закрытых пробирках в холодильнике при температуре не выше +6 и не ниже +1°С.The storage mode of the strain - long-term storage in a lyophilized form in tightly sealed glass ampoules. Short-term storage (for the preparation of biomass with targeted use) - periodic reseeding - 1 time in 2 months with the storage of grown pure culture on oblique agar medium of the following composition: per 1000 ml of water: sucrose - 30 g, NaNO 3 - 3.0 g; KH 2 PO 4 - 1.0 g; KCl - 0.5 g; MgSO 4 × 5H 2 O — 0.5 g; microbiological agar - 20.0 g; in closed tubes in a refrigerator at a temperature not higher than +6 and not lower than + 1 ° С.

Нефтеокисляющую способность штамма Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254D и способность штамма к утилизации нефтепродуктов в липидные метаболиты изучали в лабораторных экспериментах с модельной нефтезагрязненной средой. Результаты приведены в примерах ниже. The oil-oxidizing ability of the strain Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D and the ability of the strain to utilize oil products in lipid metabolites was studied in laboratory experiments with a model oil-polluted medium. The results are shown in the examples below.

Пример 1. Исследован штамм Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254D на изменение содержания нефтепродуктов и ПАУ в условиях жидкофазного культивирования на среде Чапека, обогащенной нефтью. Example 1. The strain Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D was tested for changes in the content of petroleum products and PAHs under conditions of liquid-phase cultivation on апapek’s medium enriched with oil.

В колбы вместимостью 250 мл готовили неагаризованную среду Чапека без сахарозы, следующего состава: на 1000 мл воды – NaNO3 – 3.0 г; KH2PO4 – 1.0 г; KCl – 0.5 г; MgSO4×5H2O – 0.5 г, стерилизовали. Добавляли нефть по 0.5 г и 5 мл наработанного штамма. Культивировали в течение 7 суток в при температуре +23°С и при температуре +6°С, 220 об/мин. В качестве контроля было определено содержание нефтепродуктов, ПАУ, в среде Чапека с добавлением нефти без биомассы штамма.In flasks with a capacity of 250 ml, non-agarized Czapek medium was prepared without sucrose, of the following composition: per 1000 ml of water - NaNO 3 - 3.0 g; KH 2 PO 4 - 1.0 g; KCl - 0.5 g; MgSO 4 × 5H 2 O - 0.5 g, sterilized. Added oil of 0.5 g and 5 ml of accumulated strain. Cultured for 7 days at + 23 ° C and at + 6 ° C, 220 rpm. As a control, the content of petroleum products, PAH, in the environment of čapek with the addition of oil without biomass of the strain was determined.

По истечении семи суток нефть извлекали из ферментационных колб экстракцией гексаном и анализировали фракции углеводородов. Разделение экстрактов проводили методом колоночной хроматографии. На колонке с оксидом алюминия отделяли фракцию н-алканов и полициклических ароматических соединений (фракция F1) от полярных соединений. Далее на колонке с силикагелем фракцию F1 разделяли на фракции н-алканов (F2) и полициклических ароматических соединений (F3) [Габов Д.Н. Насыщенные углеводороды в фоновых и загрязненных почвах Предуралья / Д.Н. Габов, В.А. Безносиков, Б.М. Кондратенок, И.В. Груздев // Почвоведение. – 2010. – № 10. – С. 1–7].After seven days, the oil was removed from the fermentation flasks by extraction with hexane and the hydrocarbon fractions were analyzed. The separation of the extracts was performed by the method of column chromatography. On the column with aluminum oxide, the fraction of n-alkanes and polycyclic aromatic compounds (fraction F1) was separated from the polar compounds. Next, on a column of silica gel, the fraction F1 was divided into fractions of n-alkanes (F2) and polycyclic aromatic compounds (F3) [D. Saturated hydrocarbons in background and polluted soils of the Pre-Urals / D.N. Gabov, V.A. Beznosikov, B.M. Kondratenok, I.V. Gruzdev // Soil Science. - 2010. - № 10. - P. 1–7].

В основу определения ПАУ в почве положена методика М 03-04-2002 – измерение массовой доли бенз[a]пирена в пробах почв, грунтов донных отложений и твердых отходов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с использованием анализатора “Флюорат-02” в качестве флуориметрического детектора [Габов Д.Н. Закономерности формирования полициклических ароматических углеводородов в почвах Северной и Средней тайги / Д.Н. Габов, В.А. Безносиков, Б.М. Кондратенок, Е.В. Яковлева // Почвоведение. – 2008. – № 11. – С. 1334–1343].The basis for determining PAHs in soil is the M 03-04-2002 method — measuring the mass fraction of benzo [a] pyrene in soil samples, bottom sediments and solid waste by high performance liquid chromatography using the Fluorat-02 analyzer as a fluorimetric detector [ Gabov D.N. Patterns of formation of polycyclic aromatic hydrocarbons in the soils of the Northern and Middle Taiga / D.N. Gabov, V.A. Beznosikov, B.M. Kondratenok, E.V. Yakovlev // Soil Science. - 2008. - № 11. - p. 1334–1343].

Визуальный осмотр колб до и после культивирования в нефтезагрязненной среде биомассы штамма Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254D при температуре +6°С зафиксировал эмульгацию углеводородов нефти (о чем свидетельствует изменение цвета) по сравнению с колбой, в которой находилась нефтезагрязненная среда без обработки штаммом (Контроль) (рис.1, 2). A visual inspection of the flasks before and after cultivation of the Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D strain in the oil-polluted biomass at a temperature of + 6 ° C recorded emulsification of petroleum hydrocarbons (as evidenced by a color change) compared to the flask in which the oil-polluted medium was not treated with a strain (Control ) (Fig.1, 2).

На Рис. 1. Начало эксперимента: а) Контроль, б) Вариант с добавлением биомассы штамма Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254D.In Fig. 1. The beginning of the experiment: a) Control, b) A variant with the addition of biomass of the strain Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D.

На Рис.2.Эксперимент спустя 7 суток: а) Контроль, б) Вариант с добавлением биомассы штамма Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254D.In Fig. 2. Experiment after 7 days: a) Control, b) Option with the addition of biomass of the strain Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D.

Эффективность очистки подтвердилась снижением концентрации нефтепродуктов в пробах после экспозиции в течении 7 суток как при комнатной температуре, так и при температуре +6°С (табл.1).The cleaning efficiency was confirmed by a decrease in the concentration of petroleum products in samples after exposure for 7 days both at room temperature and at a temperature of + 6 ° C (Table 1).

Таблица 1. Изменение концентрации нефтепродуктов (мг) в пробах после экспозиции в течение 7 сутокTable 1. Changes in the concentration of petroleum products (mg) in samples after exposure for 7 days

Вариант опытаExperience option Масса нефтепродуктов в пробе после экспозиции при комнатной температуре, мгMass of oil products in the sample after exposure at room temperature, mg Масса нефтепродуктов в пробе после экспозиции при температуре +6°С, мгThe mass of oil in the sample after exposure at a temperature of + 6 ° C, mg КонтрольControl 300,0300.0 182,0182.0 Штамм Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254DStrain Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D 195,0195.0 172,0172.0

Внесение культуры испытуемого штамма после семидневной инкубации в нормальных условиях показало значительное снижение количества вещества 3-4-ядерных ПАУ, тогда как статистически достоверных изменений в количестве 5-6-ядерных ПАУ отмечено не было (Табл.2). The introduction of the culture of the test strain after seven days of incubation under normal conditions showed a significant decrease in the amount of 3-4-nuclear PAHs, whereas there were no statistically significant changes in the amount of 5-6-nuclear PAHs (Table 2).

Таблица 2. Количество вещества ПАУ (мкмоль) в опыте в нормальных условиях в течение 7 сутокTable 2. The number of substances PAH (µmol) in the experience in normal conditions for 7 days

ПАУPAH КонтрольControl Штамм Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254DStrain Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D флуоренfluoren 49924992 11661166 фенантренphenanthrene 644644 240240 антраценanthracene 10,6710.67 3,783.78 пиренpyrene 106,44106.44 15,0415.04 бенз[а]антраценbenzo [a] anthracene 19,1219,12 3,073.07 бенз[b]флуорантенbenz [b] fluoranthene 29,9629.96 10,8310.83 бенз[а]пиренbenzo [a] pyrene 2,742.74 3,113.11 дибенз[a,h]антраценdibenz [a, h] anthracene 4,784.78 12,0912.09 бенз[ghi]периленbenzo [ghi] perylene 1,701.70 0,000.00 Сумма ПАУPAH amount 5811,975811.97 1454,961454.96

В результате инкубации в условиях +6°С отмечено преимущественное разложение фенантрена, незначительное накопление бенз[b]флуорантена и бенз[ghi]перилена, а также элиминация из системы бенз[а]пирена, обладающего высокой канцерогенной активностью. Иных статистически достоверных изменений в содержании полиаренов не отмечено (Табл.3).As a result of incubation under conditions of + 6 ° C, preferential decomposition of phenanthrene was noted, insignificant accumulation of benz [b] fluoranthene and benz [ghi] perylene, as well as elimination from the benzo [a] pyrene system, which has high carcinogenic activity. No other statistically significant changes in the content of polyarenes were noted (Table 3).

Таблица 3. Количество вещества ПАУ (мкмоль) в опыте в течение 7 суток при экспозиции при температуре +6°СTable 3. The amount of substance PAH (µmol) in the experiment for 7 days when exposed at a temperature of + 6 °

ПАУPAH КонтрольControl Штамм Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254DStrain Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D флуоренfluoren 7272 7272 фенантренphenanthrene 239239 6161 антраценanthracene 5,065.06 7,477.47 пиренpyrene 16,4416.44 14,8514.85 бенз[а]антраценbenzo [a] anthracene 6,716.71 8,558.55 бенз[b]флуорантенbenz [b] fluoranthene 10ten 19nineteen бенз[а]пиренbenzo [a] pyrene 6,986.98 0,000.00 дибенз[a,h]антраценdibenz [a, h] anthracene 0,000.00 0,000.00 бенз[ghi]периленbenzo [ghi] perylene 7,907.90 15,1115.11 Сумма ПАУPAH amount 365,10365,10 198,31198.31

Пример 2. Исследован штамм Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254D на изменение жирнокислотного состава в условиях культивирования на среде Чапека, обогащенной нефтью. В колбы на 250 мл готовили неагаризованную среду Чапека без сахарозы, следующего состава: на 1000 мл воды - NaNO3 – 3.0 г; KH2PO4 – 1.0 г; KCl – 0.5 г; MgSO4×5H2O – 0.5 г, стерилизовали. Добавляли нефть по 0.5 г и 5 мл наработанного штамма. Культивировали в течение 7 суток в инкубаторе при 24 градусах и при 220 об/мин. В качестве контроля было определено содержание жирных кислот в накопленной биомассе штамма Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254D на среде Чапека без добавления нефти, а также содержание жирных кислот в среде Чапека с добавлением только нефти (табл. 4). Жирные кислоты выделяли по методу Синяка с соавторами [Авторское свидетельство № 542932 СССР, G 01 N 1/28, 1977, Бюл. №2.]. Example 2. The strain Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D was tested for changes in the fatty acid composition under cultivation conditions in the апapek medium, enriched with oil. In 250 ml flasks, non-agarized Czapek medium was prepared without sucrose, of the following composition: per 1000 ml of water - NaNO 3 - 3.0 g; KH 2 PO 4 - 1.0 g; KCl - 0.5 g; MgSO 4 × 5H 2 O - 0.5 g, sterilized. Added oil of 0.5 g and 5 ml of accumulated strain. Cultured for 7 days in an incubator at 24 degrees and at 220 rpm. As a control, the content of fatty acids in the accumulated biomass of the strain Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D on the апapek medium without added oil was determined, as well as the content of fatty acids in the апapek medium with the addition of oil only (Table 4). Fatty acids were isolated by the method of Sinyak and co-authors [Copyright certificate № 542932 USSR, G 01 N 1/28, 1977, Byul. No. 2.].

Таблица 4. Массовая доля жирных кислот для комплекса 1У–2014, %Table 4. Mass fraction of fatty acids for complex 1U – 2014,%

КислотыAcids Среда + штамм Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254DWednesday + strain Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D Среда +нефть + штамм Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254DWednesday + oil + strain Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D Контроль (нефть)Control (oil) С 12:0From 12: 0 0,00.0 2,62.6 6,46.4 С 14:0From 14: 0 0,00.0 10,310.3 1-one- С 16:0From 16: 0 75,075.0 52,652.6 48,248.2 С 16:1From 16: 1 4,24.2 0,00.0 -- С 18:0From 18: 0 16,716.7 19,219.2 8,28.2 С 18:1 (11)C 18: 1 (11) 0,00.0 3,83.8 1,81.8 С 18:2 cisFrom 18: 2 cis 4,24.2 11,511.5 16,416.4

Название кислот: С12:00 - лауриновая; С14:0 – миристиновая; С16:0 – пальмитиновая; С16:1 – пальмитолеиновая; С18:0 – стеариновая; С18:1 (11) –вакценовая; С18:2 – линолевая;Name of acids: C12: 00 - lauric; C14: 0 - myristic; C16: 0 - palmitic; C16: 1 - palmitoleic; C18: 0 - stearin; C18: 1 (11) –Weight; C18: 2 - linoleic;

±∆ - доверительный интервал абсолютной погрешности при P = 0,95± ∆ is the confidence interval of the absolute error at P = 0.95

Жирнокислотный состав липидов штамма Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254D проведен с помощью метода высокоэффективной жидкостной хроматографии (Smartline, Knauer, Германия) и газовой хроматографии (газовый хроматограф Кристалл 2000 М (Россия) с пламенно-ионизационным детектором. Идентификацию липидов осуществляется методом хромато-масс-спектрометрии на приборе Finnigon Trase DSQ Thermo-Electron (CША). Эти современные методы анализа дают качественное и количественное определение жирных кислот даже при низких концентрациях лимитирующих компонентов.The fatty acid composition of the lipids of the Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D strain was carried out using high-performance liquid chromatography (Smartline, Knauer, Germany) and gas chromatography (Kristall 2000 M gas chromatograph with flame ionization detector. The identification of lipids was carried out by chromatography-mass method). spectrometry using a Finnigon Trase DSQ Thermo-Electron instrument (USA). These modern methods of analysis provide qualitative and quantitative determination of fatty acids even at low concentrations of limiting components.

В отсутствии нефтепродуктов основной синтез метаболитов жиров комплекса (штамм Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254D) приходится на насыщенные жирные кислоты: С16:00-пальмитиновую (75%) и С18:00 стеариновую (16,7%), лимитирующими кислотами являются ненасыщенные С16:1 – пальмитолеиновая и С18:02 линолевая, массовая доля которых составила 4,2%.In the absence of petroleum products, the main synthesis of the fat metabolites of the complex (strain Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D) falls on saturated fatty acids: C16: 00-palmitic (75%) and C18: 00 stearic (16.7%); limiting acids are unsaturated C16: 1 - palmitoleic and C18: 02 linoleic, the mass fraction of which was 4.2%.

При утилизации нефтепродуктов происходит смена метаболизма комплекса (1Y 2014). Начинается синтез новых кислот, таких как С12:00 – лауриновой, С14:00 – миристиновой и С18:01 – олеиновой. Увеличился в два раза синтез С18:02 линоленовой кислоты.With the utilization of petroleum products, the metabolism of the complex changes (1Y 2014). The synthesis of new acids, such as C12: 00 - lauric, C14: 00 - myristic and C18: 01 - oleic, begins. The synthesis of linolenic acid C18: 02 has doubled.

Синтез лауриновой и миристиновой кислот связан с необходимостью бактерий в эмульгации нефтепродуктов, в результате которой происходит увеличение поверхности соприкосновения бактерий с нефтью и улучшение ее утилизации. Лауриновая кислота обладает антимикробными и антибактериальными свойствами, таким образом, микроорганизмы стерилизуют среду, в которой находятся.The synthesis of lauric and myristic acids is associated with the need for bacteria to emulsify petroleum products, as a result of which an increase in the surface of bacteria’s contact with oil and an improvement in its utilization occurs. Lauric acid has antimicrobial and antibacterial properties, thus, microorganisms sterilize the environment in which they are located.

Биотопливо – биодизель состоит из смеси эфиров жирных кислот [Atadashi, I.M. High quality biodiesel and its diesel engine application: A review / I.M. Atadashi, M.K. Aroua, A. Abdul Aziz // Renewable Sustainable Energy Rev. – 2010. – V. 14. – P. 1999-2008]. Основной характеристикой работы современных дизельных двигателей является цетановое число от 45 до 55. Стандартное топливо характеризуется цетановым числом 48-51, а топливо высшего качества (премиальное) имеет цетановое число 51-55. Согласно российским стандартам, цетановое число летнего и зимнего дизтоплива должно быть не менее 48 единиц [ГОСТ 305-82. Топливо дизельное; ГОСТ Р 52709]. Содержание жирных кислот указывает на объемную долю цетана. При расчете характеристик биодизеля [http://brteam.ir/analysis/#id02] на основании состава и содержания индивидуальных жирных кислот (табл.4) выявлено, что штамм Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254D способен трансформировать углеводородные ксенобиотики в биомассу липидных метаболитов-источников биодизеля.Biofuel - biodiesel consists of a mixture of fatty acid esters [Atadashi, I.M. High quality biodiesel and its diesel engine application: A review / I.M. Atadashi, M.K. Aroua, A. Abdul Aziz // Renewable Sustainable Energy Rev. - 2010. - V. 14. - P. 1999-2008]. The main characteristic of modern diesel engines is the cetane number from 45 to 55. The standard fuel is characterized by the cetane number 48-51, and the fuel of the highest quality (premium) has the cetane number 51-55. According to Russian standards, cetane number of summer and winter diesel fuel should be at least 48 units [GOST 305-82. Diesel fuel; GOST R 52709]. The content of fatty acids indicates the volume fraction of cetane. When calculating the characteristics of biodiesel [http://brteam.ir/analysis/#id02] on the basis of the composition and content of individual fatty acids (Table 4), it was revealed that the Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D strain is able to transform hydrocarbon xenobiotics into lipid metabolism biomass- biodiesel sources.

Claims (1)

Штамм бактерий Pseudomonas azotoformans ВКМ В-3254D, используемый для биоконверсии углеводородов из загрязненных нефтью и нефтепродуктами вод в источник биодизеля.The strain of bacteria Pseudomonas azotoformans VKM B-3254D used for bioconversion of hydrocarbons from polluted with oil and oil products of water into the source of biodiesel.
RU2018140168A 2018-11-14 2018-11-14 Bacterial strain pseudomonas azotoformans for bioconversion of hydrocarbons from oil-contaminated and oil-product-contaminated water to a biodiesel source RU2692629C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018140168A RU2692629C1 (en) 2018-11-14 2018-11-14 Bacterial strain pseudomonas azotoformans for bioconversion of hydrocarbons from oil-contaminated and oil-product-contaminated water to a biodiesel source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018140168A RU2692629C1 (en) 2018-11-14 2018-11-14 Bacterial strain pseudomonas azotoformans for bioconversion of hydrocarbons from oil-contaminated and oil-product-contaminated water to a biodiesel source

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2692629C1 true RU2692629C1 (en) 2019-06-25

Family

ID=67038193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018140168A RU2692629C1 (en) 2018-11-14 2018-11-14 Bacterial strain pseudomonas azotoformans for bioconversion of hydrocarbons from oil-contaminated and oil-product-contaminated water to a biodiesel source

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2692629C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2405825C1 (en) * 2009-06-04 2010-12-10 Тамара Владимировна Сахно Microbiological method of increasing content of light and oil fractions in crude oil, in petroleum products and other hydrocarbon materials with simultaneous isomerisation of gasoline fraction
RU2489484C1 (en) * 2012-08-14 2013-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт" (ФГУП "ВНИГРИ") STRAIN Pseudomonas citronellolis, USED FOR DECOMPOSITION OF OIL AND DIESEL FUEL
RU2571180C2 (en) * 2013-08-20 2015-12-20 Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "ЛУКОЙЛ" Method for purification of marine and brackish water ecosystems from oil and oil products under high latitude conditions
RU2645254C1 (en) * 2016-12-21 2018-02-19 Общество с ограниченной ответственностью "БИОЭКОБАЛАНС" (ООО "БИОЭКОБАЛАНС") Cadophora malorum strain vkm f-4708d to activate biodegradation of solid paraffins and polycyclic aromatic compounds in water, liquid sludge, sewage contaminated with oil and oil products and for transformation of hydrocarbon xenobiotics into biomass of lipid metabolites in order to obtain biodiesel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2405825C1 (en) * 2009-06-04 2010-12-10 Тамара Владимировна Сахно Microbiological method of increasing content of light and oil fractions in crude oil, in petroleum products and other hydrocarbon materials with simultaneous isomerisation of gasoline fraction
RU2489484C1 (en) * 2012-08-14 2013-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт" (ФГУП "ВНИГРИ") STRAIN Pseudomonas citronellolis, USED FOR DECOMPOSITION OF OIL AND DIESEL FUEL
RU2571180C2 (en) * 2013-08-20 2015-12-20 Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "ЛУКОЙЛ" Method for purification of marine and brackish water ecosystems from oil and oil products under high latitude conditions
RU2645254C1 (en) * 2016-12-21 2018-02-19 Общество с ограниченной ответственностью "БИОЭКОБАЛАНС" (ООО "БИОЭКОБАЛАНС") Cadophora malorum strain vkm f-4708d to activate biodegradation of solid paraffins and polycyclic aromatic compounds in water, liquid sludge, sewage contaminated with oil and oil products and for transformation of hydrocarbon xenobiotics into biomass of lipid metabolites in order to obtain biodiesel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kumar et al. Biosurfactant production and hydrocarbon-degradation by halotolerant and thermotolerant Pseudomonas sp.
RU2553338C2 (en) Pseudomonas azotoformans STRAIN FOR CLEANING SEA WATER AND COASTAL AREAS FROM OIL IN HIGH LATITUDE CONDITIONS
Chukwura et al. Hydrocarbon degradation potentials of fungi associated with oil-contaminated soil from selected mechanic workshops in Awka, Anambra State, Nigeria
Chao et al. Isolation and characterization of bacteria from engine sludge generated from biodiesel-diesel blends
Hocinat et al. Aerobic degradation of BTEX compounds by Streptomyces species isolated from activated sludge and agricultural soils
Baruah et al. Native hydrocarbonoclastic bacteria and hydrocarbon mineralization processes
RU2692629C1 (en) Bacterial strain pseudomonas azotoformans for bioconversion of hydrocarbons from oil-contaminated and oil-product-contaminated water to a biodiesel source
RU2553337C2 (en) Rhodococcus erythropolis STRAIN FOR CLEANING WATER, SOIL, COASTAL AREAS AND BOTTOM SEDIMENTS FROM OIL AND OIL PRODUCTS
RU2533800C2 (en) Strain pseudomonas migulae for cleaning soil, water and bottom sediments of water reservoirs from oil pollutions
RU2658134C2 (en) Yeast rhodotorula glutinis for the cleaning of oil-polluted soils, water and waste water to remove oil hydrocarbons, including for the oxidation of polyaromatic compounds
RU2645254C1 (en) Cadophora malorum strain vkm f-4708d to activate biodegradation of solid paraffins and polycyclic aromatic compounds in water, liquid sludge, sewage contaminated with oil and oil products and for transformation of hydrocarbon xenobiotics into biomass of lipid metabolites in order to obtain biodiesel
RU2619183C1 (en) Pseudomonas libanensis b-3041d strain for soil and water media cleaning from petroleum hydrocarbons
RU2624054C2 (en) Strain leucobacter aridicollis arc 6 vkpm as-1992 destructor of oil and oil products
RU2687155C1 (en) STRAIN OF THE MICROBACTERIUM PARAOXYDANS BKM Ac-2619D BACTERIA - OIL AND OIL PRODUCTS DECOMPOSER
RU2675940C1 (en) Bacillus species vkm b-2815d bacteria strain - oil and petroleum product decomposer
CN106834189B (en) Biosurfactant producing bacterium and application thereof
Adetitun et al. Biodegradation of phenol by a newly isolated Pseudomonas sp. strain B1 from tiger nuts
RU2687154C1 (en) Strain of the stenotrophomonas species vkm b-2818d bacteria - oil and oil products decomposer
RU2687127C1 (en) STRAIN OF THE RHODOCOCCUS ERYTHROPOLIS VKM Ac-2628D BACTERIA - OIL AND OIL PRODUCTS DECOMPOSER
Hambali et al. Environmental Assessment of Petrophilic Bacteria Associated with‎ Bioremediation and Biodegradation of Engine Oil Contaminated Soil in‎ Maiduguri
Osuji et al. Isolation and identification of bacteria from engine oil polluted soil from mechanic workshops in Okija Town
El-Khawaga et al. Bioremediation of petroleum oil by pseudomonas aeruginosa and pseudomonas fluorescens (biotype a) isolated from petroleum oil contaminated soil
RU2687130C1 (en) STRAIN OF THE MICROBACTERIUM SPECIES BKM Ac-2625D BACTERIA - OIL AND OIL PRODUCTS DECOMPOSER
RU2534816C2 (en) STRAIN Rhodococcus erythropolis FOR PURIFYING WATER AND BOTTOM SEDIMENTS FROM OIL AND PETROLEUM PRODUCTS
RU2489485C1 (en) STRAIN Rhodococcus Erythropolis, USED FOR DECOMPOSITION OF OIL