مطالعه و جداسازی سلولوموناس
معرفی سلولوموناس :
سلولوموناس یک باکتری گرم مثبت غیر متحرک تجزیه کننده سلولز می باشد که دارای آنزیم های Fp ase (هیدرولیز فیلتر پیپر) و CMC ase (کربوکسی متیل)می باشد. سلولوموناس در چرخه کربن در خاک نقش موثری دارد.چون به فراوانی در خاک یافت می شود و می تواند سلولز را که دیر تجزیه می شود، به قند تجزیه کند.چرخه کربن به صورت تثبیت کربن (سیانوباکتری ها،اتوتروف ها،گیاهان) انجام می شود.
نقش باکتری های اتوتروف در تثبیت کربن نسبت به گیاهان ناچیز است.چرخه کربن می تواند به صورت هیدرولیز مواد کربنی باشد.(سلولز،نشاسته ، لیگنین) که مقدار زیادی از کربن خاک را نگه می دارد و برای اینکه مورد استفاده قرار گیرند، بایستی به گلوکز تجزیه شوند.از طرفی بار آلی پساب را بالا می برند که این پساب در کشاورزی نمی تواند مورد استفاده واقع شود.به جز نشاسته ،اکثر این مواد ریز تجزیه می شوند و وجود آنها در پساب موجب آلودگی های دیگری در محیط به علت وجود مواد آلی می شوند.در گیاهان قسمت اعظم دیواره سلولی از سلولز،پکتین، و لیگنین است.
روش انجام :
ابتدا باید سلولز را از پکتین جدا کنیم تا سلولز تحت تاثیر آنزیم سلولاز سلولوموناس قرار گیرد.سلولز به وسیله قارچ ها و باکتری ها تجزیه می شود از قارچها می توان آسپرژیلوس ترئوس و تریکودرما و فانئو روکت را نام برد که هیچ کدام برای تجزیه پساب های سلولزی پیشنهاد نمی شود.چون :
- خود قارچ برای گیاهان دیگر می تواند بیماری زا باشد
- قارچ ها باعث گرفتگی فیلتر ها می شوند.
تاکنون هیچ مخمری قادر به تجزیه قند هایی مثل سلولز نمی باشد و چون پساب های صنعتی برای تولید الکل استفاده می شوند، عملا از مخمر های ساکارومایسز سرویزیه نمی توان برای تولید الکل از سلولز استفاده نمود.برخی قارچ ها مثل موکور و ریزوپوس قادرند سلولز را هیدرولیز کنند، ولی قادر به تولید الکل نیستند .بنابر این هیدرولیز سلولز و تولید الکل از آن می تواند خیلی با اهمیت باشد.(در پساب های حاوی سلولز و لیگنین)
راه حل جدا کردن سلولز از لیگنین :
از طرفی دیگر سلولز به لیگنین چسبیده است و به راحتی در برخی مواقع از لیگنین جدا نمی شود.برای حل کردن این موضوع باید معمولا از هیدرولیز اسیدی استفاده کرد تا ترکیبات سلولزی را از ترکیبات همی سلولزی جدا نمود.سپس میتوان از 60 درصد از همی سلولزی که در گیاهان وجود دارد، توسط مخمر هایی مثل pichia از این ماده الکل تولید کرد.در میان میکرو ارگانیسم ها باکتری هایی مثل سلولوموناس،سیتوفاگا،اسپوروسیتوفاگا باکتری هایی هوازی هستند که می توانند از سلولز گلوکز تولید کنند.
کلستریدیم ترمو سلوم یک باکتری بیهوازی تجزیه کننده سلولز به گلوکز است.بنابراین سینرژیسم سلولوموناس و مخمر ها برای تولید الکل مفید است.اما این کار باید در شرایط کنترل شده صورت می گیرد.بهترین راه این است که سلولوموناس ها در یک بستری به دام بیفتند و مواد حاوی سلولزی از این بستر رد می شوند و سلولوموناس نتواند رد شود تا خود سلولوموناس از گلوکز استفاده نکند.
تنها منبع کربن :
کلستریدیم ترموسلوم از سلولز به عنوان تنها ترین منبع کربن استفاده می کند که راهی جهت جداسازی این باکتری است.امروزه از سلولوموناس یودا (scp ) در خوراک دام استفاده می شود که می تواند سلولز را تجزیه کند.برای جداسازی باکتری می توان از مدفوع خرگوش ،شکمبه چهارپایان یا کمپوست استفاده کرد و از محیط هایی استفاده کرد که سلولز تنها منبع کربن است.
باکتری هایی که رشد می کنند در اثر هیدرولیز سلولز محیط،نقاط شفاف و کلنی های زرد یا نارنجی روی فیلتر ایجاد می کنند.خود سلولوموناس بر روی NA کلنی های زرد میدهد و آرایش باکتری کمی شبیه به کورینه فرم ها است.البته فاقد مایکولیک اسید در دیواره اند.کاتالاز+،اکسیداز+،گرم+ هستند.
نکته: در شکمبه کرم ابریشم سلولوموناس به فراوانی یافت می شود.
با اینکه سلولوموناس انزیم سلولاز دارد ،ولی پاتوژن گیاه نیستند. کود های ازتوباکتر را همراه با سلولوموناس استفاده می شود. در میان باکتری ها فعالیت fp ase فقط در سلولوموناس و سیتوفاگا مشاهده شده و بقیه فعالیت cmcase دارند.
کلنی هایی که روی کاغذ یا در کاغذ ایجاد می شوند:
زرد رنگ ها مربوط به سلولوموناس
صورتی یا کرمی رنگ مربوط به سیتوفاگا می باشد.
