Bilim insanları, sürdürülebilir biyolojik ürünler elde etmek için budama atıklarındaki bakteri türünü kullanıyor

Arjantin ve İspanya’dan araştırmacılar, zeytin budama atıklarında bulunan bir bakteri suşunun biyoteknolojik uygulamalar için sahip olduğu potansiyeli ortaya koydu. 

Fermentation dergisinde yayınlanan çalışma, 2022 yılında XVII. Arjantin Genel Mikrobiyoloji Kongresi'nde sunulan araştırmaya dayanmaktadır.

Söz konusu suş olan Rhodococcus sp. 24CO, çeşitli karbon kaynaklarını verimli bir şekilde nötr lipitlere, özellikle de triasilgliserollere dönüştürür ve biyokütlesinin yüzde 47'sini besin lipidi olarak biriktirir. 

Ayrıca bakınız: Araştırma, Zeytin Yağı Fabrikası Atık Sularının Biyopestisitlerde Kullanım Potansiyelini Ortaya Koydu

Mikrobiyal triasilgliserol sentezi, atık malzemelerden sürdürülebilir ve yüksek değerli ürünler üretme potansiyeli nedeniyle son zamanlarda büyük ilgi görmektedir. Bu tür ürünler arasında biyoyakıtlar, deterjanlar, gübreler, kozmetikler ve farmasötik bileşenler yer almaktadır.

Rhodococcus sp. 24CO, güney Patagonya'nın doğu kıyısındaki Frantoio çeşitlerinin yapraklarından izole edilmiştir. Birçok Rhodococcus türü, pestisitler, herbisitler ve radyoaktif maddeler gibi kalıcı ve tehlikeli kirlilikleri azaltma ve ucuz substratı daha değerli bileşiklere dönüştürme yetenekleriyle bilinir.

Bu suşun özelliklerini ve yeteneklerini değerlendirmek için araştırmacılar onu çeşitli testlere tabi tuttular.

Kültür ortamında, 24CO, test edilen 50 karbon kaynağından dördünde büyüyebildi; bunlar arasında fruktoz, mannitol, sorbitol ve arbitol bulunuyordu. Zeytin yapraklarında doğal olarak bulunan ilk ikisi, hücre kuru ağırlığının sırasıyla yüzde 47 ve yüzde 28'ine varan triasilgliserol birikimlerine yol açtı.

Mannitoldan yüksek nötr lipit üretimi azotlu ortamda da meydana geldi; yazarlar, bu durumun daha önce bildirilmemiş bir davranış olduğunu ve endüstriyel açıdan önemli olduğunu düşünüyorlar, çünkü bu, suşun yüksek biyokütle üreteceği ve aynı anda yüksek miktarda triasilgliserol üreteceği anlamına geldiği için endüstriyel açıdan önemlidir.

Zeytin budama atıklarının taze ve susuzlaştırılmış yaprak ekstraktlarının kimyasal analizi, yüksek karbon-azot oranları ortaya çıkardı; bu da lipit üretimi için uygunluğunu göstermektedir. 

Daha sonraki kültürler bunu desteklemiş, susuzlaştırılmış infüzyonda hücre kuru ağırlığının yüzde 20'sinden fazlasını, taze infüzyonda ise yüzde 8'ini nötr lipitler olarak vermiştir. İlki ile üretilen triasilgliseroller, mannitol kültürüyle üretilenlere benziyordu.

Buna ek olarak, her iki kültürde de biyolojik olarak parçalanabilir plastik üretimi için ilgi çekici bir polimer olan polihidroksibutiratın küçük miktarları tespit edildi. Rhodococcus sp. 24CO'nun genom analizi, bu polimerleri sentezleme potansiyelini doğruladı.

Analiz ayrıca, 24CO ile bu cinsin en iyi incelenen üyelerinden biri olan Rhodococcus sp. RHA1 arasında önemli genetik farklılıklar olduğunu ortaya koydu. 24CO'da, RHA1'de bulunan ve tipik olarak lipit üretimi koşullarında aktive olan redoks ve azot metabolizmasıyla bağlantılı birkaç gen eksikti. Bu genlerin yokluğu, 24CO’nun lipit birikimini engellemedi; bu da alternatif düzenleyici mekanizmaların varlığını akla getiriyor.

24CO'nun RHA1'den daha az balmumu esteri enzimi içerdiği tespit edilse de, lipit verimi RHA1'inkine eşit veya ondan daha yüksekti. Bu durum, bu suşta triasilgliserol biyosentezinden sorumlu enzimlerin daha verimli olabileceğini düşündürmektedir. Bununla birlikte, Kennedy yolundaki enzimler tam olarak mevcuttu ve yüksek bir yedekliliğe sahipti.

Araştırmacılar, tür için uygun çevre koşullarını değerlendirdikten sonra, bu türün 4 °C ile 30 °C arasında hayatta kalabileceği ve üreyebileceği, optimal sıcaklığın ise 28 °C olduğu sonucuna varmışlardır. 

Tuzluluk ve pH deneyleri, bu türün hacimce ağırlığının yüzde beşine kadar sodyum klorürü ve pH değeri altı ile on arasında, yani hafif asidik ile bazik arasında olan ortamları tolere edebildiğini gösterdi. 

Yazarlar ayrıca, Patagonya’daki yaprak yüzeylerinin yüksek ultraviyole ışınımına, düşük besin seviyelerine ve kuruma gibi zorlu bir ortamı temsil ettiğini belirtmektedir.

Zeytin atıklarını azaltmaya ve yeniden kullanmaya yönelik birçok girişim sürse de, zeytin budama atıklarının çoğu hala yakılmaktadır. 

Sadece İspanya'da, her yıl budama işleminden yaklaşık 1,25 milyon metrik ton yaprak atığı ortaya çıkmaktadır. Araştırmacılar, Rhodococcus sp. 24CO'nun, bu muazzam biyokütleyi, öncelikle triasilgliserol biyosentezi yoluyla sürdürülebilir ve değerli ürünlere dönüştürmek için uygun bir aday olduğuna inanmaktadır.

---

• Conicet
• Mikrobiyoloji

---