hrvatski

Uvjeti i procesi ugradnje biogenih elemenata u bakterije mliječne kiseline

U radu je istražena učinkovitost bakterija mliječne kiseline (BMK) Leuc. mesenteroides L3, L. brevis L62 i L. plantarum L73 u vezanju esencijalnih iona metala cinka i bakra, procesima biosorpcije i bioakumulacije. Istraživanja su provedena u cilju proizvodnje iona metala vezanih u obliku organometalnog kompleksa, jer ioni metala vezani u tom obliku imaju visoku biološku raspoloživost u višim organizmima, u odnosu na anorganske izvore ovih iona. Istraživanja su pokazala da se ioni metala mogu ispitivanim procesima vezati na bakterije mliječne kiseline. Od odabranih bakterijskih vrsta, bakterija Leuc. mesenteroides L3 pokazala se kao najučinkovitija u oba procesa. Procesom bioakumulacije vezala je oko 1, 8 mg/g iona cinka te oko 6, 5 mg/g iona bakra u dinamičkim uvjetima uzgoja, uz dodatak 300 mg/L iona metala u modificiranu MRS podlogu, dok je za proces biosorpcije maksimalna količina iona metala po jedinici mase (Qmax) iznosila oko 27 mg/g iona cinka te oko 26 mg/g iona bakra. Tijekom procesa bioakumulacije, ioni cinka dodani u hranjivu podlogu, nisu utjecali na rast i proizvodnju metabolita niti jedne ispitivane vrste bakterija, dok su ioni bakra djelovali toksično, posebice u statičkim uvjetima i pri višim koncentracijama. Utvrđeno je da je učinkovitost vezanja iona metala procesom biosorpcije ovisila o početnoj koncentraciji iona metala, pH vrijednosti, temperaturi, koncentraciji biomase te prisutnosti izvora ugljika (glukoze). Proces biosorpcije iona metala sastojao se od dvije faze: brze faze vezanja iona metala na staničnu stijenku u trajanju od 3 do 4 sata, tijekom koje se vezao veći dio iona metala te sporije unutarstanične akumulacije iona metala. Ioni bakra, tijekom procesa biosorpcije, djelovali su toksično na ispitivane bakterijske vrste pa se na kraju procesa nije dobila aktivna bakterijska biomasa. Ukoliko se proces vodio samo tijekom trajanja prve faze vezanja iona bakra (3 sata) i uz početnu koncentraciju iona bakra od 20 mg/L, na kraju procesa dobio se zadovoljavajući broj živih stanica u iznosu od 106 stanica/mL. U simuliranim uvjetima želuca, veza iona metala i BMK je nestabilna i došlo je do otpuštanja iona metala s bakterijske biomase, neovisno o tome da li su ioni metala bili vezani procesom biosorpcije ili bioakumulacije. S obzirom da se apsorpcija cinka odvija tek u duodenumu i jejunumu, bakterijsku biomasu obogaćenu ionima cinka potrebno je zaštititi tijekom prolaska kroz želudac mikroinkapsulacijom.

mikroelementi; bakterije mliječne kiseline; biosorpcija; bioakumulacija; ioni metala; cink; bakar

nije evidentirano