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海洋油流出事故のバイオレメディエーション用バイオ界面活性剤Bacillus cereus UCP 1615の製造、特性評価、毒性評価
Production, characterization, evaluation and toxicity assessment of a Bacillus cereus UCP 1615 biosurfactant for marine oil spills bioremediation.
PMID: 32658706 DOI: 10.1016/j.marpolbul.2020.111357.
抄録
本研究では、2%フライ油と0.12%ペプトンからなるミネラル培地でBacillus cereusを培養し、バイオサーファクタントを生産した。製造はフラスコから1.2-、3.0-、50Lのバイオリアクターにスケールアップし、表面張力はそれぞれ28.7、27.5、32mN/m、バイオサーファクタント濃度は4.3、4.6、4.7g/Lを達成した。バイオサーファクタントはアニオン性であり、核磁気共鳴、薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー分析により、リポペプチド性であることが明らかになった。毒性試験では、魚類のPoecilia viviparaの生存率が90％以上、二枚貝のAnomalocardia brasilianaの生存率が55％以上であったことから、本バイオサーファクタントの海洋環境脱保護への利用が示唆された。また、海水中でのバイオアッセイでは、モーターオイルの有無にかかわらず、バイオサーファクタントは自己共生微生物の増殖を促進することが示された。これらの結果から、本バイオサーファクタントは生体適合性に優れており、工業規模での製造が可能であり、原油流出事故による海洋環境汚染のバイオレメディエーションへの応用が期待されている。
In this study, Bacillus cereus was cultivated in a mineral medium composed of 2% frying oil and 0.12% peptone to produce a biosurfactant. The production was scaled up from flasks to 1.2-, 3.0- and 50-L bioreactors, where surface tension achieved 28.7, 27.5 and 32 mN/m and biosurfactant concentration 4.3, 4.6 and 4.7 g/L, respectively. The biosurfactant was characterized as anionic, while nuclear magnetic resonance, thin-layer chromatography and gas chromatography analyses revealed its lipopeptide nature. Toxicity tests showed survival rates of the fish Poecilia vivipara and the bivalve Anomalocardia brasiliana higher than 90% and 55%, respectively, thus suggesting the use of this biosurfactant in marine environment depollution. Moreover, the biosurfactant stimulated the growth of autochthonous microorganisms independently of the presence of motor oil in bioassays performed in seawater. These results demonstrate that the biosurfactant is biocompatible and has potential for industrial-scale production and application to bioremediation of oil spills-polluted marine environment.
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