Результат интеллектуальной деятельности: Штамм Psychrobacter cibarius ARC 13 ВКПМ В-12351 - деструктор нефти и нефтепродуктов

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области биотехнологии, микробиологии, экологии, охране окружающей среды и представляет собой новый бактериальный штамм Psychrobacter cibarius ARC 13 ВКПМ В-12351, обладающий способностью к деструкции нефти и нефтепродуктов. Штамм может быть использован для очистки акваторий водоемов, береговой линии, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, при температуре от +4 до +20°С и солености 30 г/л.

Уровень техники

Из уровня техники известен штамм Rhodococcus sp. - деструктор нефтяных углеводородов (патент РФ №2518349, приоритет 11.04.2013, опубл. 10.06.2014.). Данный штамм показал высокую степень деструкции углеводородов при температуре +30°С. Однако данный штамм не способен производить утилизацию углеводородов при низких температурах.

Известен штамм Pseudomonas alcaligenes В-1, способный утилизировать нефть, мазут, керосин, нафталин, пентадекан, тетрадекан, гексадецен, фенилдекан, пристан уже на 5 день при 20-30°С. Штамм эффективно осуществляет биодеградацию углеводородов в широком диапазоне концентраций (патент РФ 2133770, приоритет 25.03.1998, опубл. 27.07.1999). Недостатком данного штамма также является то, что он не утилизирует нефтезагрязнения при низких температурах.

Известен штамм Exiguobacterium mexicanum ВКПМ В-11011, обладающий способностью быстро утилизировать нефть, дизельное топливо, масло моторное, газовый конденсат и используемый для очистки почв и водоемов, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, в широком диапазоне температур от +4 до +37°С (патент РФ №2523584, приоритет 2013-03-27, опубл. 20.07.2014). Недостатком штамма является то, что он не способен утилизировать нефтезагрязнения при высокой солености воды до 30 г/л.

Наиболее близким аналогом является штамм Rhodococcus erythropolis, депонирован под регистрационным номером ВКМ Ac-2613D, применяемый для очистки пресноводных, солоноватоводных и морских объектов и донных отложений и обеспечивающий деструкцию нефти в водных объектах при температуре от +2 до +25°С и солености до 2,7% (патент РФ 2553336 20.08.2013, опубл. 10.06.2015). Недостатком изобретения является то, что штамм утилизирует углеводороды в условиях, богатых по питательным веществам (в состав среды входит пептон 5 г/л и сахароза 15 г/л). В реальных условиях утилизации углеводородных загрязнений количество питательных веществ значительно снижено.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является получение бактериального штамма, способного осуществлять деструкцию нефти и нефтепродуктов при температуре от +4°С до +20 и солености 30 г/л.

Поставленная задача решается тем, что получен штамм Psychrobacter cibarius ARC 13 ВКПМ В-12351, способный осуществлять деструкцию нефти и нефтепродуктов в водной среде, который может быть использован для очистки акваторий водоемов, береговой линии, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, при температуре от +4 до +20°С и солености 30 г/л.

Штамм выделен из портовой зоны города Мурманск 3 июня 2014 года. Штамм депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов ФГУП ГосНИИгенетика (ВКПМ, Москва, 1-й Дорожный пр., д. 1) под регистрационным номером ВКПМ В-12351.

Идентификация штамма была осуществлена на основании изучения его культурально-морфологических и физиолого-биохимических характеристик, а также на основании изучения последовательности гена 16S pPHK.

Полученный штамм характеризуется следующими признаками.

Культурально-морфологические признаки

Колонии бледно-розовые, округлые, блестящие, однородной структуры, мягкой консистенции, с ровным краем. Размеры колонии до 1,2 мм. Клетки округлые, размером 0,9-1,3×1,5-2,0 мкм, неподвижные. Окраска по Граму отрицательная.

Физиолого-биохимические признаки

Штамм растет при температуре от +4 до +20°С, в аэробных условиях. Оптимум роста от +4 до +10°С. Растет при рН 4,0-8,0. Растет на плотных и жидких питательных средах с содержанием NaCl 30 г/л. Способен расти в жидкой среде с углеводородами в качестве единственного источника углерода и энергии.

Штамм поддерживается пересевами 1 раз в 14 дней на плотной питательной среде modPCA следующего состава, г/л: K₂HPO₄ - 1,5; KH₂PO₄ - 0,75; MgSO₄ - 1,0; (NH₄)₂SO₄ - 4,0; NaCl - 30; гидролизат казеина - 5,0; дрожжевой экстракт - 2,5; D-глюкоза - 1,0; агар - 14; рН 7,0, или жидкой питательной среде №1 следующего состава, г/л: K₂HPO₄ - 1,5; KH₂PO₄ - 0,75; MgSO₄ - 1,0; (NH₄)₂SO₄ - 4,0; NaCl - 30; гидролизат казеина - 0,5; дрожжевой экстракт - 0,1; рН 7,0. В жидкой питательной среде в качестве углеводородного субстрата использовали смесь товарной нефти Возейского месторождения (плотность 37,9°API, сернистость 0,66%, характеризуется как тяжелая, вязкая, с высоким содержанием смол и асфальтенов) и дизельного топлива в соотношении 1:1 по объему.

Также штамм может храниться при +6±2°С в лиофилизированном состоянии с использованием сухого обезжиренного молока в качестве защитной среды.

Осуществление изобретения

Пример 1. Выделение и культивирование Psychrobacter cibarius ARC 13 ВКПМ В-12351.

Штамм выделен из образцов грунта береговой линии порта города Мурманск 3 июня 2014 года. Образец грунта массой 5±2 г вносили в 100 мл питательной среды №1. Культивирование проводили при температуре +4°С, на орбитальном шейкере (130 об/мин). Время культивирования 7 суток. Полученную накопительную культуру вносили в количестве 10 мл в 100 мл питательной среды №1. Было проведено не менее 30 пассажей накопительной культуры. Выделение штамма из накопительной культуры проводили на среде modPCA, полученную чистую культуру далее культивировали на среде №1.

Пример 2. Исследование нефтеокисляющей активности Psychrobacter cibarius ARC 13 ВКПМ В-12351.

Штамм, выращенный на жидкой питательной среде №1, вносили в качестве инокулята в 100 мл питательной среды №1. В качестве контроля была использована питательная среда без добавления культуры. После проведения культивирования при температуре +4°С, 130 об/мин в течение 7 суток проводилась экстракция углеводородов гексаном согласно ГОСТ 31953-2012, хроматографическая оценка убыли углеводородов проводилась на приборе DSA 100 , оснащенном микрокапиллярной колонкой DB-1ms, газ-носитель - гелий, расход газа - 39 мл/мин, детектор - ПИД, температура детектора - 320°С. Измерения проводили в условиях температурного градиента в термостате от 60 до 320°С. Результаты анализа были обработаны при помощи программного обеспечения OpenLAB CDS (Agilent).

Суммарная убыль для среднекипящей и высококипящей фракции составляла не менее 50% за 7 суток культивирования при температуре +4°С и солености среды 30 г/л.

Пример 3. Способ производства препарата на основе Psychrobacter cibarius ARC 13 ВКПМ В-12351.

Штамм Psychrobacter cibarius ARC 13 ВКПМ В-12351, выращенный на среде РСА при температуре +4°С в течение 7 суток, вносят в жидкую питательную среду следующего состава, г/л: K₂HPO₄ - 1,5; KH₂PO₄ - 0,75; MgSO₄ - 1,0; (NH₄)₂SO₄ - 4,0; NaCl - 30; гидролизат казеина - 5,0; дрожжевой экстракт - 2,5; D-глюкоза - 1,0; рН 7,0. Далее культивируют при температуре +10°С на орбитальном шейкере в течение 3 суток до конечного титра 10⁹ КОЕ/мл. В полученную суспензию клеток в питательной среде вносят защитную среду (сухое обезжиренное молоко в количестве 10%). Далее полученную жидкую биомассу замораживают и обезвоживают методом лиофилизации. Полученную сухую биомассу штамма Psychrobacter cibarius ARC 13 ВКПМ В-12351 смешивают с питательным премиксом (сухое обезжиренное молоко) в соотношении 1:10.

Таким образом, получен штамм, способный осуществлять деструкцию нефти и нефтепродуктов при температуре от +4°С до +20°С и солености 30 г/л, способный расти в жидкой среде с углеводородами в качестве единственного источника углерода и энергии.