हम स्क्रीनिंग और biosurfactant उत्पादन रोगाणुओं की पहचान में शामिल तरीकों का वर्णन करते हैं। क्रोमैटोग्राफिक लक्षण वर्णन और biosurfactants की रासायनिक पहचान के लिए तरीके, अवशिष्ट तेल वसूली को बढ़ाने में biosurfactant की औद्योगिक प्रयोज्यता का निर्धारण भी प्रस्तुत कर रहे हैं।
Biosurfactants सतह-सक्रिय यौगिक हैं जो विभिन्न ध्रुवीयताओं के दो चरणों के बीच सतह के तनाव को कम करने में सक्षम हैं। Biosurfactants कम विषाक्तता, उच्च biodegradability, पर्यावरण संगतता और चरम पर्यावरणीय परिस्थितियों के लिए सहिष्णुता के कारण रासायनिक surfactants के लिए आशाजनक विकल्प के रूप में उभर रहा है। यहां, हम बायोसर्फेक्टेंट का उत्पादन करने में सक्षम रोगाणुओं की स्क्रीनिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले तरीकों को स्पष्ट करते हैं। बायोसर्फेक्टेंट उत्पादन रोगाणुओं को ड्रॉप पतन, तेल प्रसार, और इमल्शन इंडेक्स एसेस का उपयोग करके पहचाना गया था। बायोसर्फेक्टेंट उत्पादन को माइक्रोबियल सदस्यों के विकास के कारण मीडिया की सतह के तनाव में कमी का निर्धारण करके मान्य किया गया था। हम बायोसर्फैक्टेंट्स के लक्षण वर्णन और पहचान में शामिल तरीकों का भी वर्णन करते हैं। निकाली गई biosurfactant की पतली परत क्रोमैटोग्राफी प्लेटों के विभेदक धुंधला द्वारा पीछा किया गया था biosurfactant की प्रकृति निर्धारित करने के लिए प्रदर्शन किया गया था। एलसीएमएस, 1एच एनएमआर और एफटी-आईआर का उपयोग रासायनिक रूप से बायोसर्फैक्टेंट की पहचान करने के लिए किया गया था। हम आगे एक नकली रेत पैक कॉलम में अवशिष्ट तेल वसूली को बढ़ाने के लिए उत्पादित biosurfactants के संयोजन के आवेदन का मूल्यांकन करने के तरीकों का वर्णन करते हैं।
Biosurfactants सूक्ष्मजीवों द्वारा उत्पादित एम्फीपैथिक सतह-सक्रिय अणु हैं जिनमें सतह को कम करने की क्षमता होती है और दो चरणों के बीच इंटरफेसियल तनावहोता है। एक विशिष्ट बायोसर्फेक्टेंट में एक हाइड्रोफिलिक हिस्सा होता है जो आमतौर पर एक चीनी समूह या पेप्टाइड श्रृंखला या हाइड्रोफिलिक अमीनो एसिड और एक हाइड्रोफोबिक भाग से बना होता है जो संतृप्त या असंतृप्त फैटी एसिड श्रृंखला2 से बना होता है। उनकी एम्फीपैथिक प्रकृति के कारण, बायोसर्फेक्टेंट दो चरणों के बीच इंटरफ़ेस पर इकट्ठा होते हैं और सीमा पर इंटरफेसियल तनाव को कम करते हैं, जो एक चरण के दूसरे 1,3 में फैलाव की सुविधा प्रदान करता है। विभिन्न प्रकार के बायोसर्फैक्टेंट जो अब तक रिपोर्ट किए गए हैं, उनमें ग्लाइकोलिपिड्स शामिल हैं जिनमें कार्बोहाइड्रेट एस्टर बांड (जैसे, रैमनोलिपिड्स, ट्रेहेलोलिपिड्स और सोफोरोलिपिड्स), लिपोपेप्टाइड्स जिसमें लिपिड पॉलीपेप्टाइड चेन (जैसे, सर्फेक्टिन और लाइकेनिसिन) से जुड़े होते हैं, और बहुलक बायोसर्फैक्टेंट जो आमतौर पर पॉलीसेकेराइड-प्रोटीन कॉम्प्लेक्स से बने होते हैं (उदाहरण के लिए, पॉलीसेकेराइड- प्रोटीन कॉम्प्लेक्स) के माध्यम से लंबी श्रृंखला एलिफेटिक या हाइड्रोक्सी-एलिफेटिक एसिड से जुड़े होते हैं, लिपोपेप्टाइड्स जिसमें लिपिड पॉलीपेप्टाइड चेन (जैसे, सर्फेक्टिन और लिचेनिसिन) से जुड़े होते हैं, और बहुलक बायोसर्फैक्टेंट जो आमतौर पर पॉलीसेकेराइड-प्रोटीन कॉम्प्लेक्स से बने होते हैं । emulsan, liposan, alasan और lipomannan)4. सूक्ष्मजीवों द्वारा उत्पादित अन्य प्रकार के बायोसर्फेक्टेंट में फैटी एसिड, फॉस्फोलिपिड्स, तटस्थ लिपिड और पार्टिकुलेट बायोसर्फैक्टेंटशामिल हैं। बायोसर्फैक्टेंट्स का सबसे अधिक अध्ययन किया गया वर्ग ग्लाइकोलिपिड्स है और उनमें से अधिकांश अध्ययनों को rhamnolipids6 पर रिपोर्ट किया गया है। Rhamnolipids rhamnose के एक या दो अणुओं (जो हाइड्रोफिलिक भाग बनाते हैं) लंबी श्रृंखला फैटी एसिड (आमतौर पर hydroxy-decanoic एसिड) के एक या दो अणुओं से जुड़े होते हैं। Rhamnolipids प्राथमिक ग्लाइकोलिपिड्स हैं जो पहले स्यूडोमोनास एरुगिनोसा7 से रिपोर्ट किए गए थे।
Biosurfactants विभिन्न अद्वितीय और विशिष्ट गुणों के कारण अपने रासायनिक समकक्षों की तुलना में बढ़ते फोकस प्राप्त कर रहे हैं जो वेप्रदान करते हैं। इनमें उच्च विशिष्टता, कम विषाक्तता, अधिक विविधता, तैयारी में आसानी, उच्च biodegradability, बेहतर foaming, पर्यावरण संगतता और चरमपरिस्थितियों में गतिविधि शामिल हैं। Biosurfactants की संरचनात्मक विविधता (चित्रा S1) एक और लाभ है जो उन्हें रासायनिक समकक्षों10 पर बढ़त देता है। वे आम तौर पर कम सांद्रता में अधिक प्रभावी और कुशल होते हैं क्योंकि उनकी महत्वपूर्ण मिसेल एकाग्रता (सीएमसी) आमतौर पर रासायनिक सर्फेक्टेंट11 की तुलना में कई गुना कम होती है। उन्हें अत्यधिक थर्मोस्टेबल (100 डिग्री सेल्सियस तक) होने की सूचना दी गई है और उच्च पीएच (9 तक) और उच्च नमक सांद्रता (50 ग्राम / एल तक) 12 को सहन कर सकते हैं, जिससे औद्योगिक प्रक्रियाओं में कई फायदे मिलते हैं, जिन्हें चरम स्थितियों के संपर्क में आने की आवश्यकता होतीहै। Biodegradability और कम विषाक्तता उन्हें bioremediation जैसे पर्यावरणीय अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं। उनके द्वारा प्रदान किए जाने वाले लाभों के कारण, उन्हें खाद्य, कृषि, डिटर्जेंट, कॉस्मेटिक और पेट्रोलियम उद्योग जैसे विभिन्न उद्योगों में अधिक ध्यान दिया जा रहाहै। Biosurfactants भी पेट्रोलियम contaminants और विषाक्त प्रदूषकों को हटाने के लिए तेल उपचार में ध्यान का एक बहुत कुछ प्राप्त कियाहै 14.
यहां हम Rhodococcus sp. IITD102, Lysinibacillus sp. IITD104, और Paenibacillus sp. IITD108 द्वारा उत्पादित बायोसर्फैक्टेंट्स के उत्पादन, लक्षण वर्णन और अनुप्रयोग की रिपोर्ट करते हैं। बढ़ी हुई तेल वसूली के लिए बायोसर्फैक्टेंट्स के संयोजन की स्क्रीनिंग, लक्षण वर्णन और आवेदन में शामिल चरणों को चित्र 1 में उल्लिखित किया गया है।
चित्रा 1: Biosurfactants के संयोजन का उपयोग कर बढ़ाया तेल वसूली के लिए एक विधि. stepwise कार्य प्रवाह दिखाया गया है। चार चरणों में कार्य किया गया। पहले माइक्रोबियल उपभेदों सुसंस्कृत और विभिन्न assays, जो ड्रॉप पतन परख, तेल प्रसार परख, इमल्शन सूचकांक परख, और सतह तनाव माप शामिल द्वारा biosurfactant के उत्पादन के लिए जांच की गई थी. फिर, बायोसर्फेक्टेंट्स को सेल-मुक्त शोरबा से निकाला गया था और पतली परत क्रोमैटोग्राफी का उपयोग करके उनकी प्रकृति की पहचान की गई थी और उन्हें आगे एलसीएमएस, एनएमआर और एफटी-आईआर का उपयोग करके पहचाना गया था। अगले चरण में, निकाले गए बायोसर्फैक्टेंट्स को एक साथ मिलाया गया था और बढ़े हुए तेल की वसूली के लिए परिणामी मिश्रण की क्षमता रेत पैक स्तंभ तकनीक का उपयोग करके निर्धारित की गई थी। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
बायोसर्फैक्टेंट्स का उत्पादन करने के लिए इन माइक्रोबियल उपभेदों की स्क्रीनिंग ड्रॉप पतन, तेल प्रसार, इमल्शन इंडेक्स परख और रोगाणुओं के विकास के कारण सेल-मुक्त माध्यम की सतह के तनाव में कमी के निर्धारण द्वारा की गई थी। Biosurfactants निकाले गए थे, विशेषता है, और रासायनिक रूप से LCMS, 1 एच एनएमआर, और FT-IRद्वारा पहचाना गया था। अंत में, इन रोगाणुओं द्वारा उत्पादित बायोसर्फेक्टेंट्स का मिश्रण तैयार किया गया था और इसका उपयोग एक नकली रेत पैक कॉलम में अवशिष्ट तेल को पुनर्प्राप्त करने के लिए किया गया था।
वर्तमान अध्ययन केवल स्क्रीनिंग, पहचान, संरचनात्मक लक्षण वर्णन, और अवशिष्ट तेल वसूली को बढ़ाने पर बायोसर्फैक्टेंट संयोजन के आवेदन में शामिल तरीकों को दर्शाता है। यह माइक्रोबियल उपभेदों15,16 द्वारा उत्पादित biosurfactants का एक विस्तृत कार्यात्मक लक्षण वर्णन प्रदान नहीं करता है। इस तरह के महत्वपूर्ण मिसेल निर्धारण, thermogravimetric विश्लेषण, सतह की नम्रता, और biodegradability के रूप में विभिन्न प्रयोगों किसी भी biosurfactant के विस्तृत कार्यात्मक लक्षण वर्णन के लिए प्रदर्शन कर रहे हैं। लेकिन चूंकि यह पेपर एक मेथड्स पेपर है, इसलिए अवशिष्ट तेल वसूली को बढ़ाने पर स्क्रीनिंग, पहचान, संरचनात्मक लक्षण वर्णन और बायोसर्फैक्टेंट संयोजन के आवेदन पर ध्यान केंद्रित किया गया है; इन प्रयोगों को इस अध्ययन में शामिल नहीं किया गया है।
Biosurfactants जैविक रूप से सक्रिय घटकों के सबसे बहुमुखी समूह में से एक हैं जो रासायनिक सर्फेक्टेंट के लिए आकर्षक विकल्प बन रहे हैं। उनके पास डिटर्जेंट, पेंट, सौंदर्य प्रसाधन, भोजन, फार्मास्यूटिकल्स, कृषि, पेट्?…
The authors have nothing to disclose.
लेखक वित्तीय सहायता के लिए जैव प्रौद्योगिकी विभाग, भारत सरकार को धन्यवाद देना चाहते हैं।
1 ml pipette | Eppendorf, Germany | G54412G | |
1H NMR | Bruker Avance AV-III type spectrometer,USA | ||
20 ul pipette | Thermo scientific, USA | H69820 | |
Autoclave | JAISBO, India | Ser no 5923 | Jain Scientific |
Blue flame burner | Rocker scientific, Taiwan | dragon 200 | |
Butanol | GLR inovations, India | GLR09.022930 | |
C18 column | Agilent Technologies, USA | 770995-902 | |
Centrifuge | Eppendorf, Germany | 5810R | |
Chloroform | Merck, India | 1.94506.2521 | |
Chloroform-d | SRL, India | 57034 | |
Falcon tubes | Tarsons, India | 546041 | Radiation sterilized polypropylene |
FT-IR | Thermo Fisher Scientific, USA | Nicolet iS50 | |
Fume hood | Khera, India | 47408 | Customied |
glacial acetic acid | Merck, India | 1.93002 | |
Glass beads | Merck, India | 104014 | |
Glass slides | Polar industrial Corporation, USA | Blue Star | 75 mm * 25 mm |
Glass wool | Merk, India | 104086 | |
Hydrochloric acid | Merck, India | 1003170510 | |
Incubator | Thermo Scientific, USA | MaxQ600 | Shaking incubator |
Incubator | Khera, India | Sunbim | |
Iodine resublimed | Merck, India | 231-442-4 | resublimed Granules |
K12 –Kruss tensiometer | Kruss Scientific, Germany | K100 | |
Laminar air flow cabnet | Thermo Scientific, China | 1300 Series A2 | |
LCMS | Agilent Technologies, USA | 1260 Infinity II | |
Luria Broth | HIMEDIA, India | M575-500G | Powder |
Methanol | Merck, India | 107018 | |
Ninhydrin | Titan Biotech Limited, India | 1608 | |
p- anisaldehyde | Sigma, USA | 204-602-6 | |
Petri plate | Tarsons, India | 460090-90 MM | Radiation sterilized polypropylene |
Saponin | Merck, India | 232-462-6 | |
Sodium chloride | Merck, India | 231-598-3 | |
Test tubes | Borosil, India | 9800U06 | Glass tubes |
TLC plates | Merck, India | 1055540007 | |
Vortex | GeNei, India | 2006114318 | |
Water Bath | Julabo, India | SW21C |