Denitrifikator Pseudomonas stutzeri – izolovanje, optimizacija bioprocesnih parametara i primena
Year: 2019
Type: dissertation
Abstract: U okviru ove doktorske disertacije prikazan je postupak izolacije i karakterizacije denitrifikatora uz optimizaciju biotehnoloških uslova proizvodnje biomase i ispitivanje efikasnosti proizvedene biomase u pogledu biočišćenja različitih građevinskih materijala. U okviru istraživanja koja su obuhvaćena ovom doktorskom disertacijom, izolovan je nov soj denitrifikatora koji je pomoću metode MALDI TOF identifikovan kao Pseudomonas stutzeri. U svim eksperimentima karakteristike i performanse novoizolovanog soja P. stutzeri, interno označenog kao D1, su poređene sa referentnom kulturom P. stutzeri ATCC 17588, koji je model mikroorganizam na kome se izučava proces denitrifikacije. Primenom PCR metode utvrđeno je postojanje četiri ključna denitrifikujuća gena (napA, nirS, norB i nosZ) u genomu P. stutzeri D1 i referentnog soja, čime je pokazano da ispitivani sojevi imaju genetsku predispoziciju za izvođenje potpune aerobne denitrifikacije. Takođe, uz primenu Boks-Benkenovog eksperimentalnog dizajna i metode odzivne površine, definisan je sastav hranljive podloge za dobijanje maksimalnog sadržaja biomase P. stutzeri D1 (1 g/L glukoze, 3 g/l KNO3 i 4 g/L peptone) i P. stutzeri ATCC 17588 (2 g/L KNO3 i 4 g/L peptona). Osim toga, optimizovani su i odabrani bioprocesni parametri za proizvodnju biomase oba denitrifikatora – temperatura 30°C, pH vrednost kultivacionog medijuma 7 jedinica i veličina inokuluma 5% (v/v). Validacija optimizovanih parametara kultivacije izvršena je izvođenjem nove serije ogleda pri definisanim uslovima u laboratorijskim bioreaktorima ukupnih zapremina 3 L i 7 L, čime je pokazana stabilnost bioprocesa prilikom uvećanja zapremine kultivacione tečnosti uz ostvarenje maksimalnog sadržaja biomase od 9 log CFU/ml za oba ispitivana soja uz minimalno opterećenje otpadnog toka. Rezultati primene denitrifikatora u vidu bioaktivnog sistema (pulpa sa suspenzijom denitrifikatora) koji je nanošen na površinu veštački kontaminiranih model supstrata opeke ukazuju na visoku efikasnost uklanjanja nitrata i to 95 % u slučaju P. stutzeri D1 i 72% u slučaju referentnog soja. Ispitivanjem bioaktivnih sistema primenjenih na kontaminirane uzorke stenskog materijala konstatovano je da se najveća efikasnost postiže tokom prvih 24 h, kada je efikasnost bioaktivnog sistema sa P. stutzeri ATCC 17588 47,7%, a bioaktivnog sistema sa P. stutzeri D1 čak 89,2%. U okviru doktorske disertacije izolovanjem i karakterizacijom visoko efikasnog denitrifikatora P. stutzeri D1 i detaljnim prikazom postupka optimizacije bioprocesnih parametara i validacije optimizovanih bioprocesnih parametara u laboratorijskim bioreaktorima načinjeni su prvi koraci ka definisanju idejnog rešenja i uvećanju razmera predloženog bioprocesa. Takođe, visoka efikasnost odabranih denitrifikatora u postupcima biočišćenja različitih građevinskih materijala, koja je postignuta u laboratorijskim uslovima predstavlja dobar osnov za nastavak istraživanja u realnim uslovima, kako na građevinskim materijalima, tako i u tretmanima zemljišta i otpadnih voda.
Author: Ana Vidaković
Language: Serbian
Subfield: Pollution
Field: Environmental Science
Domain: Physical Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W3087463524