Enrichment and characterization of bacterial cultures degrading microbial polysaccharides

Abstract

Työn tarkoituksena oli eristää bakteeriviljelmiä, jotka hajottavat paperikoneella muodostuvia limapolysakkarideja. Nykyään limaa torjutaan usein toksisilla biosideillä, joten ympäristöystävälliset entsyymisysteemit limantorjuntaan ovat tervetulleita.

Työn kirjallisuusosassa on selostettu lyhyesti eksopolysakkaridien merkitys bakteereille sekä niitä hajottavien entsyymien eri lähteet. Parhaiten näitä entsyymejä löytyy bakteereista ja bakteriofaageista. Bakteerisekaviljelmiä on selvästi helpompi löytää kuin puhdasviljelmiä, jotka olisivat kuitenkin halutumpia entsyymien puhdistusta varten.

Työssä käytettiin perinteisiä rikastusmenetelmiä puhdasviljelmien etsimiseksi. Lisäksi sekaviljelmiä karakterisoitiin PCR/DGGE-menetelmän avulla. DGGE (denaturoiva gradienttigeelielektroforeesi) erottaa samanpituiset 16S rDNA-fragmentit niiden emäsparien mukaan, jolloin eri bakteerilajit näkyvät geelillä eri juovina.

Limapolysakkarideja (10 kpl) hajottavia sekaviljelmiä löydettiin helposti maa- ja kompostinäytteistä (7 kpl). Kompostinäytteet toimivat selvästi paremmin kuin maanäytteet. Bakteeriviljelmät alensivat polysakkaridiliuoksen viskositeettia hyvin +50 °C:ssa; muutamassa tapauksessa +30 °C oli parempi kasvatuslämpötila (polysakkaridin tuottokannat E-981024 ja E-011939). DGGE- ja mikroskooppikuvien perusteella polysakkarida hajottavat bakteeriviljelmät olivat sekaviljelmiä sisältäen ainakin 10-20 erilaista lajia. Mikrobilajiston rakenne vaihteli riippuen viljelmän eristyksessä käytetystä polysakkaridista ja lähtönäytteestä. Laimennoskasvatukset eivät vähentäneet lajimäärää toivotulla tavalla. Kiinteällä alustalla kasvatetut erillispesäkkeet eivät alentaneet viskositeettia nestemäisellä alustalla yksittäin eikä yhdessä. Mahdollisesti etsityt bakteerit eivät kasvaneet kiinteällä alustalla, ja saadut pesäkkeet olivat vain alustan epäpuhtauksilla kasvavia bakteereja.

Mikrobipolysakkarideja hajottavia sekaviljelmiä löytyi, mutta puhdasviljelmiä ei onnistuttu eristämään. Jatkossa puhdasviljelmiä voitaisiin etsiä selektiivisempien maljaustekniikoiden avulla. Polysakkarideja pilkkovia entsyymejä voisi löytyä myös bakteriofaageista.