Anasayfa » Bilim Dalları » Kauçukların Biyodegradasyonu

Kauçukların Biyodegradasyonu

Çiğ veya vulkanize edilmiş durumda doğal kauçuğun (NR) mikrobik duyarlılığı bilim insanları tarafından zaman zaman incelenmiş ve gözden geçirilmiştir. Toprak, hem doğal hem de sentetik kauçukları indirgeyebilen, karbon ve enerji kaynağı olarak kullanabilen mikroorganizmaların ( hem bakteri hem de mantarların )zengin bir kaynağıdır. Yapılan deneylerden birkaç mikroorganizma izole edilmiş ve saf kültürlerin kauçuk bozunum potansiyeli test edilmiştir. Sonuçlar, aktinomisetlerin, NR’yi büyük ölçüde bozabildiği ve karbon kaynağı olarak kauçuk hidrokarbonunu kullanabilen hemen hemen tek organizma olduğunu göstermiştir.

Birkaç zorluk, kauçuğun mikrobiyal bozunumunun araştırılmasını engellemektedir. Kauçuğun biyolojik bozunumu yavaş bir süreçtir ve tek karbon kaynağı olarak kauçuk kullanan bakterilerin gelişimi de yavaştır. Bu nedenle, daha ileri analiz için polimerlerden yeterli hücre kütlesi veya bozunma ürünü elde etmek için haftalarca veya aylara uzanan inkübasyon süreleri gereklidir. Bu, açık alan oluşturan grubunun üyeleri içinde özellikle geçerlidir. Örnek olaral, Streptomyces coelicolor 1A, Thermomonospora curvata E5 veya Streptomyces sp. için 10-12 haftalık dönemler gerekmektedir. Açık alan oluşturmayan grubun üyeleri biraz daha hızlı bir büyüme göstermesine rağmen, Gordonia westfalica ve Bacillus sp için en az 4-6 haftalık bir dönemleri gereklidir.

Doğal bir ürün olarak NR, biyolojik mineralizasyon döngülerine tabi tutulmaktadır. Sohngen ve Fol (1914), çapraz bağlı kauçuklar (örn., Vulkanize edilmiş kauçuk, lateks eldivenler) çalışmasından bu yana kauçukların biyolojik bozunması üzerine birçok rapor yayınlanmıştır ve biyolojik olarak parçalanabilir oldukları gösterilmiştir (Tsuchii ve diğerleri, 1985; Heisey ve Papadatos, 1995). Spence ve van Niel (1936), mineral agarda lateks kaplama plakalarını kullanan ilk kişilerdi. Bu da, kauçuk parçalayıcı bakterilerin izolasyonu için opak bir ortam oluşturuyordu. Jendrossek ve ark. (1997) ise berrak bölge yöntemini kullandı ve 50 yeni kauçuk parçalayıcı bakteri izole etti. Katı (doğal veya çapraz bağlı) kauçukla zenginleştirme teknikleri, yüksek kauçuk bozunurluk aktivitesine sahip fakat lateks agarda mutlaka temizleme zonu oluşturmayan çeşitli kauçuk bozucu bakterilerin izolasyonuna yol açtı. Doğrudan saflaştırılmış NR maddesinde koloniler oluşturan iki Aktinomiset, Actinomyces elastica ve Actinomyces fuscus olarak tanımlandı.

Doğal kauçuk parçalayıcı bakteriler

Son yıllarda karbonu ve enerjinin tek kaynağı olarak kauçuk kullanabilen birçok bakteri türü bildirilmiştir. Bu bakteri, kauçuğun bozunması için farklı stratejileri izleyen iki gruba ayrılabilir. Birinci grubun üyeleri, kauçuk parçalayan enzimlerin boşaltılmasını belirten, dağınık lateks parçacıkları içeren katı ortam üzerinde ekilirlerse, yarı saydam halkalar oluştururlar. Bu grubun en kuvvetli Aktinomiset temsilcileri, Actinoplanes, Streptomyces ve Micromonospora dır. İkinci grubun üyeleri halkalar oluşturmazlar ve lateks plakalarında büyümezler, polimerle doğrudan temasa ihtiyaç duyarlar. Sıvı kültüründe kauçuk parçacıklarının yüzeyinde yapışkan olarak büyürler ve en güçlü kauçuğu parçalayan bakteri soylarını temsil eder. Bu grup, myikolik asit içeren Actinobacteria’lardan Gordonia, Mycobacterium ve Nocardia cinsleridir. Şimdiye kadar açıklanan tüm kauçuk parçalanan türler mezofilik türlerdir.

Doğal kauçuk parçalayıcı mantarlar

De Vries, kauçuk hidrokarbonunun mantarlar tarafından parçalanmasının incelenmesinde öncü oldu. On yıl sonra Kalinenko, Aspergillus ve Penicillium mantar genlerinin lastik bozulma maddeleri olarak bildirdi. Kwiatkowska ve ark. NR vulkanize levhaların belirli kompozisyona sahip toprak gömme testlerini gerçekleştirdi ve 91 günden sonra başlangıç ağırlığının% 40’ına ulaşan önemli kilo kaybı tespit etti. Bu yazarlar, kauçuğun yüzeyinden bir mantar türü Fusarium solani izole etti ve bu gen tarafından bozunmasını iddia etti. 1982’de Williams tarafından yapılan bir araştırmada, yazar, toprağa gömüldükten sonra bozulmuş NR örneğinden Penicillium variabile mantar geni izole etti. Nem kabininde NR tütsü tabakasına aşılanan spor süspansiyonları her 14 günde bir hücre protein tayini ile gösterildiği gibi NR yüzeyinde biriken biyokütlenin artmasına ve 56 gün sonra % 13’e kadar kauçuk şeritlerin kilo kaybına yol açtı. Bununla birlikte, biyokütlenin daha fazla artışı ve bu sürenin ötesinde kilo kaybı belirlenemedi. Çözüm viskozite ölçümünü analitik bir araç olarak kullanarak, yazar, 70 gün sonra poliizoprenin moleküler ağırlığında % 15’lik bir düşüş tahmin etti. Tekli substrat olarak toz NR’yi içeren mineral agar plakalarından ve ayrıca bozulmuş lastik maddenin yüzeyinden birkaç kauçuk bozulma mantarı izole edildi. F. solani, Cladosporium cladosporioides ve Paecilomyces lilacinus fungal türleri 20 günlük inkübasyondan sonra kauçuk yüzeyinde yetiştirildi. GPC kullanılarak, molekül ağırlığının% 20’ye kadar nispi bir azalma olduğu ve hatta intrinsik viskozitede % 35’e kadar bir azalma olduğu tespit edildi.

Bu haber CHEMLİFE DERGİSİ 10. Sayısından alntılanmıştır.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.