Новый доступный метод для оценки эффективности выделяемых микроорганизмами поверхностно-активных веществ (ПАВ), применяемых для биодеградации попавших в окружающую среду нефтепродуктов, предложили ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 20 июня сообщает пресс-служба вуза.

В настоящее время развитие промышленности привело к накоплению в окружающей среде гидрофобных органических соединений (ГОС), в основном нефтепродуктов и жидкого топлива. Большая часть их обладает высоким токсическим, канцерогенным и мутагенным действием на организмы экосистемы, что вредит не только окружающей среде, но и здоровью человека.

Для биодеградации (ликвидации) таких ГОС используют в том числе как более экологичные препараты, содержащие микроорганизмы. Поскольку метаболизм микроорганизмов протекает в водной среде, то для переработки микробами гидрофобных загрязнений последние необходимо растворить в воде.

Известно, что масла и вода не смешиваются между собой. Соединения, которые могут помочь смешать их, называются поверхностно-активными веществами (ПАВ). Вторичными метаболитами, вырабатываемыми микроорганизмами, растениями и животными в процессе их жизнедеятельности, являются природные ПАВ — биосурфактанты.

Химические методы выявления поверхностно-активных веществ трудоемки и длительны, ученые Пермского Политеха предложили другой метод.

Если смешать масло и воду, то между ними образуется разделяющая их граница, «надежность» которой характеризуется величиной поверхностного натяжения — чем она выше, тем хуже смешиваются между собой эти две жидкости.

Биосурфактанты, как ПАВ, обладают способностью снижать поверхностное натяжение жидкости. Измерить снижение поверхностного натяжения жидкости при добавлении биосурфактанта можно с помощью сталагмометрического метода.

Исследователи ПНИПУ для создания условий, обеспечивающих преимущественное развитие микроорганизмов, вырабатывающие ПАВ, из пробы почвы, в которой содержатся различные популяции, использовали разные питательные среды, избирательно действующие на различные микроорганизмы.

Таким методом учеными было выделено четыре различные культуры, выделяющие биосурфактанты. Для каждой из них исследователи провели измерения поверхностного натяжения культуральных жидкостей.

Для этого они с использованием сталагмометра измеряли число капель, которые образовывались при вытекании определенного объема жидкости. По числу капель, зная диаметр отверстия, объем жидкости и ее плотность, можно вычислить величину поверхностного натяжения.

Доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат технических наук Ирина Пермякова рассказала о проведенном исследовании:

«При использовании питательной среды, где в качестве источника углерода выступает сукцинат натрия (Na₂C₄H₄O₄), наблюдается незначительное понижение поверхностного натяжения культуральных жидкостей всех образцов. При культивировании на среде, где в качестве источника углерода используется метилолеат (метиловый эфир олеиновой кислоты), культура № 4 выделяет наибольшее количество биосурфактантов».

Таким образом, эксперименты показали, что сталагмометрическим методом можно оценить эффективность биосурфактантов. Также было установлено, что микроорганизмы выделяют ПАВ активнее в присутствии водонерастворимых компонентов (сложных эфиров жирных кислот).