بخشی از مقاله
چکیده
زانتان هتروپلی ساکارید آنیونی برون سلولی در باکتري بیماري زاي گیاهی X.campestris است. تجزیه زانتان نیز مانند تولید آن داراي کاربرد هاي ویژه است و آنزیم هاي تجزیه کننده آن با ارزش هستند . - 1 - اغلب نیاز است که در پایان عملیات حفاري زانتان مصرفی را تجزیه کرده واز بین ببرند . - 2 - این پژوهش به منظور بررسی تجزیه کامل میکربی زانتان در شرایط مختلف محیطی شامل انواع مختلف pH، دما وغلظت هاي نمک به وسیله باکتري هاي بومی انجام شد.
نمونه برداري از خاك مزارع کلم در نواحی جنوب تهران انجام شد. غنی سازي نمونه ها در محیط داراي زانتان به عنوان تنها منبع کربن وسایر ترکیبات معدنی به مدت 72 ساعت انجام شد تا ویسکوزیته کاهش یافت و به کمتر از 10cp، رسید. از نمونه ها رقت هاي متوالی تهیه شده و بر روي پلیت داراي زانتان و نمک هاي معدنی کشت داده شده و کلنی هاي هاله دارجداسازي و خالص شدند . - 4 -
نتایج این بررسی تجزیه زانتان در دامنه اي از تغییرات شرایط محیطی مختلف 10-4pH، دما 60،30، غلظت هاي مختلف نمک 0/03%،10،5 را نشان داد.تجزیه زانتان با 3 روش اندازه گیري میزان ویسکوزیته، سنجش سوبستراي باقی مانده در محیط کشت، استفاده از معرف قرمز کنگو تایید شد. میزان قند احیایی آزاد شده از تجزیه زانتان نیز اندازه گرفته شد. از میان 80 جدایه بررسی شده، 5 جدایه قادر به تجزیه کامل زانتان بودند که تجزیه زانتان در شرایط محیطی مختلف در این جدایه ها بررسی شد. این جدایه ها زانتان را در مدت 72 ساعت به طور کامل تجزیه می کنند و کاربردهاي صنعتی خاص خود را خواهند داشت.
مقدمه
زانتان هتروپلی ساکارید آنیونی برون سلولی در باکتري بیماري زاي گیاهی X.campestris است. اسکلت این پلی -مر شبیه به سلولز است ولی ویژگی انحصاري آن مربوط به تري ساکارید شاخه جانبی آن است. این شاخه از گلوکورونیک اسید که در بین دو مانوز قرار گرفته تشکیل شده است . - 1 - تجزیه زانتان نیز مانند تولید آن داراي کاربرد هاي ویژه است و آنزیم هاي تجزیه کننده آن با ارزش هستند.
اغلب نیاز است که در پایان عملیات حفاري زانتان مصرفی را تجزیه کرده واز بین ببرند .زانتان داراي یک ساختار پایدار است و به سادگی توسط بیشترمیکروارگانیسم ها تجزیه نمی شود ولی سویه هاي کمی گزارش شده اند که می توانند این پلی ساکارید را تجزیه کنند. لذا جداسازي چنین سویه هایی داراي اهمیت است . - 2 - Holt در سال 1976، تجزیه زانتان به وسیله آنزیم تولیدي گونه اي از کورینه باکتریوم را گزارش کرد.
در سال Milas 1980 و Rinaldo هیدرولیز جزئی زانتان را توسط سلولازهاي قارچی در عدم حضور نمک - وقتی زانتان در ساختار فضایی غیر معمول است - را گزارش دادند . - 5 - تجزیه زانتان توسط میکروارگانیسم هاي مختلف به وسیله Ahlgren در سال 1993،cheethan و Mashimba در سال 1991، Christensen در سال 1996 و Nankai در سال 1999 گزارش شد . - 6 -
مواد و روش ها:
نمونه برداري در فصل پاییز از مزارع کلم جنوب تهران انجام شد. نمونه هاي خاك در محیط زانتان %0/3 به عنوان تنها منبع کربن ونمک هاي معدنی - در هر لیتر Cacl2، 500mg، 800 mg Nacl، ،k2HPo4، 50mg ،Mgso4،kNo3 50 mg، yeast extract 700 mg، - %0/05، به مدت 4 روز در دماي و دور 150rpm غنی سازي شدند تا ویسکوزیته آن کاهش یافت وبه کمتر از10 cp رسید . - 4 -
سپس از کشت غنی شده رقت هاي متوالی تهیه شد و بر روي پلیت داراي زانتان و نمک هاي معدنی پخش شدند. پس از گرماگذاري به مدت 48 ساعت در دماي 30، کلنی هاي هاله دار بر روي پلیت جداسازي و خالص سازي شدند. رنگ آمیزي گرم و تعیین ویژگی هاي ریخت شناسی آن ها صورت گرفت - جدول . - 1 جدایه هاي هاله دار در محیط کشت مایع که داراي زانتان و نمک هاي معدنی بود کشت داده شدند و پس از 72 ساعت ویسکوزیته محیط کشت با ویسکومتر استوالد اندازه گیري شد و درصد کاهش ویسکوزیته محاسبه گردید.
همچنین میزان سوبستراي باقی مانده در محیط از طریق رسوب دادن با حلال آلی اندازه گرفته شد - حجم معینی از محیط کشت با 1/5 برابر حلال آلی رسوب داده شد - . از معرف قرمز کنگو نیز براي تایید تجزیه کامل زانتان استفاده شد. این معرف با اسکلت پلی مري داراي پیوند هاي سالم 1-4 - β - ، برهم کنش می دهد و به رنگ قرمز در می آید. در صورت تجزیه کامل زانتان رنگ سفید دیده می شود . - 3 -
محلول %0/1 از معرف قرمز کنگو تهیه شده و به مدت 15 دقیقه بر روي پلیت ریخته شد. سپس پلیت با محلول Nacl 1مولار، رنگ زدایی شد. میزان تجزیه زانتان در شرایط محیطی مختلف مانند،pH،اسیدي، قلیایی، غلظت هاي مختلف نمک %0/03، %5، %10 و دماي ، و ، بررسی شد - جدول. - 3 سنجش میزان قندهاي احیایی آزاد شده - 6 - میزان قندهاي احیایی حاصل از تجزیه زانتان با روش دي نیترو سالیسیلیک اسید اندازه گیري شد - جدول . - 4
نتایج وبحث
از بین80 جدایه تجزیه کننده زانتان که اکثرا باسیل هاي گرم مثبت داراي اسپور، با کلنی هاي پخش شونده بر روي محیط بودند ، 5 جدایه قادر به تجزیه کامل زانتان بود که میزان ویسکوزیته را تا %100 کاهش می دهند و میزان سوبسترا در محیط را به صفر می رسانند. 4 جدایه قادر به تجزیه کامل زانتان در PH،10 هستند. ولی در PH،4 قادر به تجزیه جزیی هستند.
همچنین در غلظت هاي 0%/03، %5 همگی قادر به تجزیه کامل زانتان بوده ولی در %10 نمک هیچ یک قادر به تجزیه کامل زانتان نیستند.در دماي 60 هیچ یک قادر به تجزیه کامل زانتان نیستند. از آنجا که تجزیه زانتان داراي کاربرد هاي عمده در صنعت حفاري نفت است - . - 1 بنابراین باکتري هاي تجزیه کننده آن نیز باید توانایی رشد و فعالیت آنزیمی در شرایط محیطی موجود مانند غلظت هاي مختلف نمک و دماي بالا داشته باشند. بنابراین دراین پژوهش بررسی تجزیه زانتان در این شرایط توسط جدایه ها صورت گرفت.
