Recommended
Recommended
More Related Content
Similar to Assessment of Cadmium, Lead and Nickel Removal Capacity of Lactic Acid Bacteria from Aqueous Solutions and Fresh Edible Vegetables
Similar to Assessment of Cadmium, Lead and Nickel Removal Capacity of Lactic Acid Bacteria from Aqueous Solutions and Fresh Edible Vegetables (20)
More from Iranian Food Science and Technology Research Journal
More from Iranian Food Science and Technology Research Journal (20)
Recently uploaded
Recently uploaded (20)
Assessment of Cadmium, Lead and Nickel Removal Capacity of Lactic Acid Bacteria from Aqueous Solutions and Fresh Edible Vegetables
- 1. همکاران و مستفیدی ، ارزیابی باکتر کاربرد ی ها ی اس ی د الکت ی ک سنگ فلزات حذف در ی ن محلول از آبی های … 119 Research Article Vol. 20, No. 1, Mar.-Apr. 2024, p. 119-134 Assessment of Cadmium, Lead and Nickel Removal Capacity of Lactic Acid Bacteria from Aqueous Solutions and Fresh Edible Vegetables M. Mostafidi 1 , M.R. Sanjabi 2* , N. Mojgani 3 , S. Eskandari 4 , S. Arbabi Bidgoli 51 1- Ph.D. Candidate, Department of Food Science and Technology, Faculty of Pharmacy, Tehran Medical Sciences, Islamic Azad University, Tehran, Iran 2- Iranian Research Organization for Science and Technology (IROST), Tehran, Iran (*- Corresponding Author Email: msanjabii@gmail.com) 3- Research & Development Department, Razi Vaccine & Serum Research Institute-Agriculture Research Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran 4- Associate Professor, Food and Drug Laboratory Research Center (FDLRC), Food & Drug Administration (IR-FDA), Ministry of Health and Medical Education (MOH+ME), Tehran and Department of Food Sciences, School of Nutritional Sciences and Dietetics, Tehran University of Medical Sciences (TUMS), Tehran, Iran 5- Professor, Department of Toxicology and Pharmacology, Faculty of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, Islamic Azad University, Tehran Medical Sciences (IAUTMU), Tehran, Iran Received: 11.12.2022 Revised: 29.03.2023 Accepted: 20.05.2023 Available Online: 20.05.2023 How to cite this article: Mostafidi, M., Sanjabi, M.R., Mojgani, N., Eskandari, S., & Arbabi Bidgoli, S. (2024). Assessment of cadmium, lead and nickel removal capacity of lactic acid bacteria from aqueous solutions and fresh edible vegetables. Iranian Food Science and Technology Research Journal, 20(1), 119-134. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22067/ifstrj.2023.79869.1220 Introduction The food and water contamination with heavy metals is increasing due to the environmental pollutions. Heavy metals are the elements with the density of more than 5 g/cm3 and have become a serious problem as a result of the urbanization and industrialization. These toxic metals pollute water, soil, plants, and eventually foodstuffs and our bodies. Several methods exist to remediate heavy metal pollution in waters such as membrane filtration, ion exchange mechanisms, or by precipitation. Yet, these techniques are not cost effective, in some cases, and do produce wastes that need to be properly disposed of. Microbial bioremediation could be an alternative. The use of microbes for remediation of heavy metals has been well studied. Some microorganisms, especially soil bacteria, have the ability to tolerate these contaminants. In addition, certain bacterial strains are capable of binding to heavy metals or transforming them into less toxic forms. Low operating costs, usable in foodstuffs, selective removal for specific toxic metals, minimal use of chemicals (resulting in low sludge production) and high efficiencies at very low levels of heavy metals are some of the advantages of biosorption methods. In this regard, the purpose of this study was to investigate the ability of active and passive absorption of heavy metals by a number of Lactic Acid Bacteria (LAB) strains in laboratory environment and food. Materials and Methods Seven LAB isolates including Lacticaseibacillus casei (RTCC 1296-3), Lacticaseibacillus rhamnosus (RTCC 1293- 2), Lactiplantibacillus plantarum (RTCC 1290), Limosilactobacillus fermentum (RTCC 1303), Enterococcus faecium (RTCC 2347), Lactobacillus helveticus (RTCC 1304) and Lactobacillus acidophilus (RTCC 1299) were obtained from Razi type culture collection (RTCC), located at Razi vaccine and Serum Research Institute, Iran. All isolates were cultured in MRS (Scharlau, Spain) broth medium, at 37 °C for 24 hours, under anaerobic conditions. Pure cultures were preserved for long term by freezing at -70°C with 20% Glycerol. Heavy metals including Nitrate of Pb (II), Cd (II) and Ni (II) were purchased from Merck (Darmstadt, Germany). All standard solutions were prepared from the stock solutions containing 1000 mgl-1 in distilled water. Other chemicals used in study including Nitric acid (65%) and Hydrogen peroxide (37%), ©2023 The author(s). This is an open access article distributed under Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0), which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source. https://doi.org/10.22067/ifstrj.2023.79869.1220 Iranian Food Science and Technology Research Journal Homepage: https://ifstrj.um.ac.ir
- 2. 120 جلد ،ایران غذایی صنایع و علوم پژوهشهای نشریه 20 شماره ، 1 ، فروردین - اردیبهشت 1403 were also purchased from Merck, Germany. This study was conducted in two in- vitro and in-vivo phases; in the in- vitro phase, seven strains of bacteria with probiotic properties (L. casei, L. rhamnosus, L. plantarum, L. fermentum, Ent. facium, L. helveticus and L. acidofilous) were screened and then their ability to bind to cadmium (Cd), Lead (Pb) and nickel (Ni) in aqueous solution was investigated. Then, in the in-vivo stage, three probiotic strains that had the highest biosorption efficiency in the previously stage were selected and their effect with a ratio of 1:1:1 and contact time of 15 and 30 minutes on the removal of these toxic metals in coriander, leek and parsley fresh vegetables was evaluated. The residual concentrations of heavy metals in solution were measured by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer (ICP-MS; ELAN DRC-e, PerkinElmer SCIEX, Canada) and Morphology of bacteria cell surfaces incubated with metals were monitored by scanning electron microscopy (JEOL JSM 5400 LV, Japan). Results and Discussion The results of the in vitro stage showed that the most ability to heavy metals adsorption was related to the Ent. Facium bacterium which were equal to 79.75±0.11, 75.28±0.05 and 83.99±0.10% for Pb, Cd and Ni, respectively. In general, the removal efficiency of heavy metals by LAB bacteria in the inactive and killed state was significantly higher than the active removal efficiency of these bacteria, so that the highest percentage of passive absorption of lead, cadmium and nickel metals by inactive strains of L. casei, L. plantarum and Ent. Facium were 90.01, 81.98 and 86.56%, respectively. Electron microscopy observations and energy dispersive X-ray (EDX) analysis confirmed that the majority of these toxic metals significantly damage the surface of living cells by accumulating and binding on the surface of bacterial cells. A combination of three bacterial strains had a synergistic effect on the binding properties of toxic metals compared to the single state of these bacteria, so that in both active and inactive states, 90-99% of heavy metals from edible leafy vegetables were removed in less than 15 minutes. The results of this research generally showed that the binding capacity of dead biomass is significantly high and it is possible to dispose and reuse biomass in case of biological absorption. Keywords: Biosorption, Edible vegetables, Heavy metals, LAB bacteria, SEM/EDX
- 3. همکاران و مستفیدی ، ارزیابی باکتر کاربرد ی ها ی اس ی د الکت ی ک سنگ فلزات حذف در ی ن محلول از آبی های … 121 پژوهشی مقاله جلد 20 شماره ، 1 ، فروردین - اردیبهشت 1403 .ص 134 - 119 ارزیابی باکتر کاربرد ی ها ی اس ی د الکت ی ک سنگ فلزات حذف در ی ن محلول از و آبی های خوراکی برگدار سبزیجات مهد ی ه مستف ی د ی 1 - محمدرضا سنجاب ی 2 * - ناه ی د مژگان ی 3 - سه ی ل اسکندر ی 4 - سپ ی ده ارباب ی ب ی دگل ی 5 :دریافت تاریخ 20 / 09 / 1401 ت :پذیرش اریخ 30 / 02 / 1402 چکیده محیط آلودگی زیست بزرگ مشکالت از یکی به امروزه ،سنگین فلزات به زیست .است شده تبدیل محیطی بررسی مطالعه این انجام از هدف ،راستا همین در سویه از تعدادی توسط سنگین فلزات فعال غیر و فعال جذب توانایی های LAB )آبی (محلول آزمایشگاهی محیط در و ( غذایی ماده سبز ی جات برگدار )خوراکی بود . تو سنگین فلزات حذف راندمان کلی بطور که داد نشان آزمایشگاهی مرحله نتایج باکتری سط های LAB کشته و فعال غیر حالت در از باالتر توجهی قابل بطور شده باکتری این فعال حالت بطوری بود ها فلز غیرفعال جذب درصد بیشترین که سرب ، کادم ی وم ن و ی کل به برابر ترتیب 01 / 90 ، 98 / 81 و 56 / 86 % به که بود توسط ترتیب سویه غیرفعال های L. casei ، L. plantarum و Ent. Facium سویه بین در .گرفت صورت باکتری نیز زنده های Ent. Facium فعال جذب توانایی باالترین .داد نشان را آبی محلول در م مشاهدات ی کروسکوپ الکترون ی ت أ یی د که کرد عمده بخش سمی فلزات این در اتصال و تجمع با باکتر سلول سطح ی ب ه قابل طور توجه ی سلول سطح به ها ی آس زنده ی ب م ی رساند تأ ولی باکتری سلولی سطح ساختار بر چندانی ثیر .ندارد شده کشته های ترک ی ب ی سو سه از ی ه باکتر ی ا یی مقا در ی سه ب ا تک حالت ی ا ی ن باکتر ی هم اثر ها افزا یی رو بر ی سم فلزات اتصال خواص ی داشت بطوری از کمتر زمان مدت در فعال غیر هم و فعال حالت در هم که 15 دقیقه 99 - 90 ب توجهی قابل بطور مرده توده اتصال ظرفیت داد نشان کلی بطور تحقیق این نتایج .شدند حذف خوراکی برگدار سبزیجات از سنگین فلزات درصد ا و بوده ال ز از مجدد استفاده و دفع امکان ی ست ز جذب صورت در توده ی ست ی .دارد وجود واژه :کلیدی های باکتری های LAB بیو جذب ، ،سنگین فلزات ،خوراکی سبزیجات ،لوژیکی SEM/EDX مقدمه 1 افزا ی ش جمع ی ت اقتصاد توسعه با همراه ی صنعت و ی قرن در جهان اخ ی ر مشکالت ی برا را ی زندگ ی آنها جمله از که است آورده وجود به بشر م ی آلودگ به توان ی مح ی ط ز ی ست سنگ فلزات به ی ن .کرد اشاره فلزات سنگ ی ن ترک ی بات غ ی رقابل تجز ی ه آل شکل دو هر در ی معدن و ی بوده 1 - دانشگا ،تهران پزشکی علوم ،داروسازی دانشکده ،غذایی صنایع و علوم گروه ،تخصصی دکتری دانشجوی ایران ،تهران ،اسالمی آزاد ه 2 - پژوهش سازمان ،کشاورزی پژوهشکده ایران ،تهران ،ایران صنعتی و علمی های *( - :مسئول نویسنده Email: msanjabii@gmail.com ) 3 - م ؤ سرم و واکسن تحقیقات سسه رازی سازی ، ایران ،کرج ،کشاورزی ترویج و آموزش تحقیقات سازمان 4 - آزمایشگاه کل اداره ،دارو و غذا آزمایشگاهی تحقیقات مرکز دانشیار تهران ،پزشکی آموزش و درمان ،بهداشت وزارت ،دارو و غذا سازمان ،دارو و غذا کنترل مرجع های و دانشیار تغ دانشکده ،غذایی صنایع و علوم گروه رژیم و ذیه ایران ،تهران ،تهران درمانی بهداشتی خدمات و پزشکی علوم دانشگاه ،شناسی 5 - سم گروه استاد ایران ،تهران ،تهران اسالمی آزاد پزشکی علوم دانشگاه ،دارویی علوم و داروسازی دانشکده ،داروشناسی و شناسی https://doi.org/10.22067/ifstrj.2023.79869.1220 ( 2020 et al., Fakhri حداقل که ) 5 چگال برابر از تر ی آب ( <5 3 g/cm ) بنابرا ،هستند ی ن پا ی دار در ،هستند زنجیره غذا یی مت ابول ی زه نم ی توانا و شوند یی نت در ،دارند را موجودات بدن در تجمع ی جه در زنج ی ره غذا یی باال م ی آیند ( برسند انسان بدن به تا Jaishankar, 2014 .) ایران غذایی صنایع و علوم پژوهشهای نشریه https://ifstrj.um.ac.ir
- 4. 122 جلد ،ایران غذایی صنایع و علوم پژوهشهای نشریه 20 شماره ، 1 ، فروردین - اردیبهشت 1403 ن ی کل ( Ni کادم ،) ی وم ( Cd ( سرب ،) Pb ج ،) ی وه ( Hg ( مس ،) Cu ،) آرسن ی ک ( As رو ،) ی ( Zn ( منگنز و ) Mn را ) ی ج تر ی ن سنگ فلزات ی ن و خاک آلودگی اصلی عوامل هستند ( Shamim, 2018 فلزات اگرچه .) سنگ ی ن رو مانند ی ، به مس و منگنز کوفاکتورها عنوان ی ضرور ی در واکنش ها ی آنز ی م ی برا ی طب رشد ی ع ی سلول غلظت در ها ها ی پا یی ن م عمل ی ،کنند ه اما ی چ ب نقش ی ولوژ ی ک ی برا ی فلزات ی مانند Pb ، As و Cd است نشده شناخته ، به طور ی غلظت هر در که ی سم ی هستند ( Zahedifar et al., 2019 ا .) ی ن آال عناصر ی نده ها ی معدن ی غ ی ر قابل تجز ی ه تما و هستند ی ل بنابرا .دارند موجودات در تجمع به ی ن گ قرار رفتن سم فلزات معرض در ی حت ی مقاد در ی ر ب باعث است ممکن کم ی مار ی ها ی مختلف ی آس جمله از ی ب س ،قلب به ی ستم عصب ی ، ،کبد ،مغز کل ی ،ه ر ،خون ی ،ه پوک ،طحال ،استخوان ی تول در اختالل ،استخوان ی د ،مثل جهش زا یی .شود سرطان و مصرف و سبزیجات به آلوده غذایی مواد کاهش باعث است ممکن سنگین فلزات توانایی سیستم ایمن اختالل ،ی فیزیکی رفتار در - و رحمی داخل رشد ماندگی عقب ،اجتماعی ناتو انایی ( شود تغذیه سوء با مرتبط های Majlesi et al., 2017 .) اصل منابع ی آلودگ ی سنگ فلزات ی ن مح در ی ط ز ی ست ناش ی از سوخت سوزاندن ها ی فس ی ل ی ، بهره بردار ی کارخانه از ها ی ذوب فلزات و سا ی ر فعال ی ت ها ی صنعت ی آبکار مانند ی ضا و ی عات تقط ی ،ر و استخراج فرآور ی معدن مواد ی تول و ی د ش مواد از استفاده و ی م ی ا یی به عنوان کودهای شیمیایی کشاورز ی ( است Sardar et al., 2013 .) روش ها ی ف ی ز ی کوش ی م ی ا یی برا استفاده مورد ی سم زدا یی سنگ فلزات ی ن رسوب مانند ش ی م ی ا یی ، الکتروو ی ن ی نگ 1 ، جداساز ی غشا یی ، تبخ ی ر ی ا تبادل ی ون ی ر ز ی ،ن م ی توانند بس ی ار گران ق ی مت گاه و باشند ی نباشن مؤثر چندان اوقات .د جداسازی ب ی ولوژ ی ک ی ، م براساس ی کروارگان ی سم ها ی ا گ ی اهان زند ه ی ا غ ی ر سم فلزات سطوح کاهش ،زنده ی ز قبول قابل حد تا را ی ست مح ی ط ی به روش ی مقرون به مح با سازگار و صرفه ی ط ز ی ست م ارائه ی دهد ( Kadukova et al., 2005 .) ز جذب ی ست ی 2 ز تجمع و ی ست ی 3 از جمله روش ها ی ب ی ولوژ ی ک ی برا مناسب ی سنگ فلزات حذف ی ن از فاضالب غذایی مواد و ها .است ز جذب ی ست ی تثب واقع در ی ت غ ی ر ز توسط فلزات فعال ی س .است توده مکان ی سم ها ی سلول سطح جذب ی متابول از مستقل ی سم سلول ی هس .تند برهمکنش براساس آنها ها ی ف ی ز ی کوش ی م ی ا یی ب ی ن گروه و فلزات ها ی عملکرد ی د ی واره سلول ی استوارند د . ی واره سلول ی م ی کروارگان ی س م ًاعمدت پ از ل ی ساکار ی ،دها ل ی پ ی دها پروتئ و ی ن تشک ها ی ل امکان که است شده ز اتصال ی اد ی برا ی فلزات آنجا از .دارند یی ا که ی ن فرآ ی ند مستقل از متابول ی سم بس فلزات اتصال ،است ی ار سر ی ع یک (تا بوده دق ی قه ) ًاعمدت و 1- Electro-winning 2- Biosorption/ bioadsorption پذ برگشت ی ر است ( Kadukova et al., 2005; Delgado et al., 1998 ) . ز تجمع ی ست ی ی ک فلز تجمع ی سلول درون ی ا .است ی ن ف رآ ی ند ترک به فلز اتصال شامل ی بات سلول درون ی ، سلول درون رسوب ی ، مت ی الس ی ون مکان و ی سم ها ی د ی گر .است ز تجمع ی ست ی همچن ی ن م ی تواند به فرآ دوم بخش عنوان ی ند جداساز ی ز توسط فلز ی ست نظر در زنده توده گاه .شود گرفته ی ز جذب را آن ،اوقات ی ست ی جذب مقابل در فعال ب ی ولوژ ی ک ی غ ی رفعال م ی آنجا از .نامند یی که فرایند این بستگ ی به متابول ی سم سلول ی م ،دارد ی تواند مهارکننده توسط ها ی متابول ی ک مانن د دما ی پا یی ن انرژ منابع کمبود و ی شود مهار )(نور ( Shamim, 2018; Kadukova et al., 2005 ) . ی ک ی تفاوت از ها ی اساس ی ب ی ن این دو فرآ ی ،ند س ی نت ی ک مقاد و ی ر انرژ ی فعال ساز ی انرژ .است آنها ی فعال ساز ی ن مورد ی از برا ی ز جذب ی ست ی حدود 21 ک ی لوژول با که است مول بر ماه ی ت ف ی ز ی ک ی فرآ ی ند دارد مطابقت حالی در که انرژ ی فعال ساز ی برا ی ز تجمع ی ست ی حدود 63 ک ی لوژول مول بر که است فر به مربوط آ ی ند ب ی وش ی م ی ا یی می ( باشد Kadukova et al., 2005 ) . کلی بطور هز ی نه ها ی عمل ی ات ی پا یی ،ن قابل یت غذا مواد در استفاده ی ی ، انتخاب حذف ی برا ی سم فلزات ی ش مواد از استفاده حداقل ،خاص ی م ی ا یی نت (در ی جه تول ی د عد ،)کم لجن ن م ی از مغذ مواد به ی در باال راندمان و بس سطوح ی ار پا یی ن سنگ فلزات ی ن مزا از ی ا ی روش ها ی ب ی ولوژ ی ک ی است ( Mirza Alizadeh et al., 2021; Sardar et al., 2013 بر عالوه .) ا ی ،ن فرآ ی ند سر حذف ی ع است بطوری که دق چند تنها ی قه م طول ی کشد شرا در و ی ط معمول فشار ی دما و ی معمول ی م انجام ی شود ( Kadukova et al., 2005 ) ا با . ی ن محدود تعداد ،حال ی تصف از ی ه خانه استفاده با ها فرآ از ی ندها ی مبتن ی ز جذب بر ی ست ی ز تجمع/ ی ست ی .دارد وجود باکتر ی ها ی اس ی د الکت ی ک ( LAB ) باکتر ی ها ی مثبت گرم ی هستند به که کل طور ی به ا عنوان ی من ( GRAS توسط ) FDA شده شناخته اند قو سابقه و ی ا کاربرد در ی من به مکمل عنوان ها ی پروب ی وت ی ک دارند ( Mrvčić et al., 2012 .) باکتر ی ها ی پروب ی وت ی ک به دل ی ل تمایل پ ی وند ی ز ی اد پروتئ با ی ن ها ی د ی واره سلول روده ی به غ در بالقوه طور ی رفعال سموم کردن ، مف ی د ( هستند Zoghi et al., 2014 ا بر محققان .) ی ن که باورند باکتری های LAB م ی توان ن سنگ فلزات جذب از د ی ن بدن در جلوگ ی ر ی کن ن خوراک مصرف و د ی LAB م ی سنگ فلزات تواند ی ن به را م طور ؤ ثر مدفوع طریق از ( کند خارج بدن از Kinoshita et al., 2013 .) ا ی ن باکتر ی آس برابر در ًاعموم ها ی ب ناش ی سنگ فلزات از ی ن ا ز طریق جداساز ی ی ا ( هستند مقاوم تجمع Zhai et al., 2015 .) استفاده از LAB به ها عنوان ی ک ب جاذب ی ولوژ ی ک ی به دل ی ل گز ی نش پذ ی ر ی باال ی سم فلزات حذف در آنها ی ، هز ی نه توانا و باال بودن دسترس در ،کم ی ی 3- Bioaccumulation
- 5. همکاران و مستفیدی ، ارزیابی باکتر کاربرد ی ها ی اس ی د الکت ی ک سنگ فلزات حذف در ی ن محلول از آبی های … 123 ط در عملکرد حفظ در آنها ی ف وس ی ع ی و دما از pH ت مورد أیی د گرفته قرار ( است Pakdel et al., 2019 .) اخ ی ،ًار چند ی ن از گونه باکتری های LAB ز توجه ی اد ی سنگ فلزات حذف در آنها بالقوه استفاده به را ی ن برا ی است کرده جلب انسان سالمت از محافظت ( Elsanhoty et al., 2016; Kinoshita et al., 2013; Daisley et al., 2019; Massoud et al., 2020; Kirillova et al., 2017; Halttunen et al., 2007 ) . سنگین فلزات اتصال قابلیت مورد در بیشتری تحقیقات ،حال این با باکتری به های LAB به یک عنوان انسان سالمت برای پروبیوتیک اسید منتخب سویه هفت اثر مطالعه این در ،بنابراین .است نیاز مورد ( الکتیک LAB شامل ) L. casei ، L. rhamnosus ، L. plantarum ، L. fermentum ، Ent. Facium ، L. helveticus و L. acidofilous )زیستی (جذب فعال غیر و )زیستی (تجمع فعال حالت دو در جذ بر ب ( سرب شامل سنگین فلزی عناصر بیولوژیکی Pb ( کادمیوم ،) Cd و ) ( نیکل Ni از ) ( آبی محلول in- vitro ( خوراکی تازه سبزیجات و ) in- situ ) قرار بررسی مورد .گرفت روش و مواد ها سو ی ه ها ی باکتر ی ا یی شرا و ی ط کشت باکتری سویه های LAB شامل Lacticaseibacillus casei (RTCC 1296-3) ، Lacticaseibacillus rhamnosus (RTCC 1293-2) ، Lactiplantibacillus plantarum (RTCC 1290) ، Limosilactobacillus fermentum (RTCC 1303) ، Enterococcus faecium (RTCC 2347) ، Lactobacillus helveticus (RTCC 1304) و Lactobacillus acidophilus (RTCC 1299) از مجم وعه میکروبی کلکسیون م ؤ تحق سسه ی قات سرم و واکسن ساز ی راز ی ته ی ه تمام .شد ی سویه ها مح در ی ط کشت مایع 1 MRS (Scharlau, Spain) دما در ی 37 سانت درجه ی گراد به مدت 24 شرا در ساعت ی ط ب ی هواز ی .شدند داده کشت نگهداری جهت ،مدت طوالنی کشت ها ی خالص با 20 گل درصد ی سرول در انجماد با دما ی 70 - سانت درجه ی گراد نگهدار ی .شدند سنگ فلزات ی ن ن شامل ی ترات ( سرب II کادم ،) ی وم ( II ن و ) ی کل ( II ) از شرکت خر )آلمان ،(دارمشتات مرک ی دار ی محلول تمام .شد ها ی محلول از استاندارد ها ی حاو استوک ی 1000 م ی ل ی ل در گرم ی تر آب در ته مقطر ی ه سا .شد ی ر ش مواد ی م ی ا یی ا در استفاده مورد ی ن ش مطالعه امل اس ی د ن ی تر ی ک ( 65 % پراکس و ) ی د ه ی دروژن ( 37 % ن ) ی ز از مرک شرکت خر آلمان ی دار ی تمام .شد ی مدت به استفاده مورد ظروف 48 با ساعت اس ی د ن ی تر ی ک 20 .شدند داده شستشو درصد 1- Deman- Rogosa- Sharp (MRS) جذب بیولوژیکی آب محلول در ی ( In-vitro ) سوسپانس ی ون کشت ی ک شبه فعال غیر و فعال سویه های LAB در غلظت CFU/ml 9 10 سانتر ی ف ی وژ ( شد سرعت با g × 10000 مدت به 10 دق ی قه و ،) پلت 2 سلول ی جمع از پس آوری با cc 5 استر خالص آب ی ل دق پنج مدت به و مخلوط شده سرد ی قه هم استفاده از قبل شدند زده . ی ک م ی ل ی ل ی تر سوسپانس از ی ون پلت شده آماده ب ه 9 م ی ل ی ل ی تر محلول سنگ فلز هر از استاندارد ی ن ( ppm 5 ،سرب محلول ppm 5 محلول کادم ی وم و ppm 50 ن محلول ی کل باکتر غلظت تا شد اضافه ) ی ا یی نها یی CFU/ml 8 10 آ بدست ی د برا . ی تنظ ی م pH رو ی 5 / 6 محلول از ه ی دروکس ی د سد ی م 5 / 0 نرمال از پس .شد استفاده گرمخانه گذاری به مدت ی ک دما در ساعت ی 37 سانت درجه ی ،گراد محلول ها در g × 10000 مدت به 10 دق ی قه سانتر ی ف ی وژ شد و ند ما ی ع رو یی برا ی ان دازه گ ی ر ی سنگ فلزات مقدار ی ن شد استفاده ( Kadukova et al., 2005 .) به که است ذکر به الزم باکتری فعال غیر کشت تهیه منظور های اسید ،نظر مورد الکتیک باکتر رشد از پس ی مح در ها ی ط کشت MRS براث و گرمخانه گذاری دما در ی 37 سانت درجه ی مدت به گراد 24 ،ساعت باکتر ی غلظت در ها CFU/ml 9 10 در سپس و تنظیم دما ی 121 درجه سانت ی مد به گراد ت 15 دق ی قه شدند اتوکالو کشته از اطمینان از پس . باکتری شدن به سوسپانسیون این از ها ف غیر سوسپانسیون عنوان در عال .شد استفاده ازمایشات جذب بیولوژیکی در ( خوراکی سبزیجات In-vivo ) سبز نوع سه شامل ی گشن ی ،ز تره فرنگی جعفر و ی مح بازار از ل ی خر تهران ی دار ی و قسمت ها ی خوراک ی برگ سبز دار ی جات و شده جدا به مساو قسمت سه به جداگانه صورت ی 100 گرم ی تقس ی م قبل و شدند ک در استفاده از ی سه ها ی پالست ی ک ی دار زیپ دما در ی ی خچال نگه دار ی جذب روش شروع از قبل .شدند بیولوژیکی ، در مربوطه فلزات مقدار سبز ی جات انتخاب ی ارز مورد ی اب ی تا گرفت قرار ب و قبل فلزات غلظت عد معرض در گرفتن قرار از باکتری الکتیک اسید های مورد مقایسه ق رار گ ی رد . مرحله این در سه باکتری از سویه الکتیک اسید های شام ل L. plantarum ، L. fermentum و E. faecium باالتر که ی ن درصد سنگ فلزات جذب ی ن محلول در را ها ی آب ی نشان دادند ، .شدند انتخاب فعال کشت فعال غیر و سویه های مساو نسبت به مربوطه ی ( 1:1:1 ) نمونه به و شده مخلوط ها ی سبز ی جات شد اضافه ند نمونه . ها ی گشن ی ،ز فر تره نگ ی جعفر و ی افزودن از قبل CFU/ml 8 10 سوسپانس از ی ون ها ی باکتر ی ا یی مدت به مربوطه 30 دق ی قه استر مقطر آب در ی ل خ ی ساند ه شد ند ( Zhai et al., 2016 ) نمونه . ها از پس 15 و 30 دق ی قه خیساندن 2- pellets
- 6. 124 جلد ،ایران غذایی صنایع و علوم پژوهشهای نشریه 20 شماره ، 1 ، فروردین - اردیبهشت 1403 باکتریایی محلول با تماس و میزان نظر از سنگ فلزات ی ن مربو توسط طه روش ICP-MS آزما مورد ی ش .گرفتند قرار سنجش با سنگین فلزات جذب میزان ط ی ف جرم سنج ی القا جفت پالسما یی 1 ( MS - ICP ) ی ک م ی ل ی ل ی تر از سوسپانسیون باکتر یایی ( CFU/ml 9 10 به ) 9 م ی ل ی ل ی تر حاو خالص فوق آب ی 25 م ی ل ی ل در گرم ی تر کادم ی ،وم ی ک م ی ل ی ل در گرم ی تر م سه و سرب ی ل ی ل در گرم ی تر ن ی کل به تا شد اضافه غلظ ت باکتر ی نها یی برسد ( CFU/ml 8 10 ) تنظ از پس . ی م pH رو بر ی 5 / 6 ، نمونه د ها ر دما ی 37 سانت درجه ی گراد مدت به ی ک ساعت گرمخانه گذاری در سپس و شدند دور g × 10000 مدت به 10 دق ی قه سانتر ی ف ی وژ باق غلظت .شدند ی مانده کادم ،سرب ی وم ن و ی کل د ما ر ی ع رو یی ط توسط ی ف سنج جرم ی پالسما ی القا جفت یی ( ICP-MS ؛ ELAN DRC-e ، PerkinElmer SCIEX با ،)کانادا ، پن از استفاده ج غلظت ( استاندارد 10 ، 50 ، 100 ، 500 و 1000 م ی کروگرم ل در ی تر اندازه ) گ ی ر ی برا .شد ی سنگ فلز هر ی ن ، آزما ی ش توانا و شد انجام تکرار سه در ی ی کادم ،سرب اتصال ی وم ن و ی کل هر ی ک سو از ی ه ها ی به مطالعه مورد ز فرمول از استفاده با حذف درصد صورت ی ر محاسبه شد آن در که 0 C و 1 C به ترت ی ب اول غلظت ی ه باق و ی مانده هستند فلز ( ., et al Daisley 2019; Pakdel et al., 2019; Astolfi et al., 2019 .) Removal % = (C0-C1) /C0 × 100 آزمون م ی کروسکوپ ی الکترون ی روبش ی ( 2 SEM و ) طیف ایکس پرتو انرژی پراکندگی سنجی ( 3 EDX ) به بررس منظور ی اث ر فلز جذب سنگین ات سلول ساختار بر ی و مورفولوژ ی سو ی ه ها ی LAB آزما ی ش ،شده پلت ها ی سلول ی باکتر ی ا ی ی ت ی مار ت و فلز با شده ی مار توص روش طبق )(شاهد نشده ی ف شده ت وسط همکاران و آمین (Ameen et al., 2020) همکاران و دیزلی و (Daisley et al., 2019) آزما مورد ی ش نمونه .گرفتند قرار ها ی ته ی ه م با شده ی کروسکوپ الکترون ی روبش ی ( JEOL JSM 5400 LV, Japan ا بر عالوه .شدند اسکن ) ی ،ن تشخ ی ص فلز عناصر ی در سل ول ها ی LAB از استفاده با طیف ایکس پرتو انرژی پراکندگی سنج (EDX) ( JEOL JSM 6360 LA, Japan .شد انجام ) و تجزیه تحل ی ل آمار ی تمام ی آزما ی ش تصادف کامال طرح قالب در ها ی نتا و شد انجام ی ج حاصل م ی انگ ی ن داده .بود تکرار سه حداقل ها ی به با آمده دست روش 1- Inductively coupled plasma-mass spectrometer 2- Scanning Electron Microscopic آنال ی ز وار ی انس ( ANOVA ) و نرم از استفاده افزار آماری SPSS 22.0 (SPSS Inc, IBM, Chicago, IL) م تجز ورد ی ه تحل و ی ل .گرفت قرار تف اوت معن ی دار ی ب ی ن م ی انگ ی ن ها نیز دامنه چند آزمون با ا ی در دانکن احتمال سطوح 05 / 0 > p تع یی ن .شد بحث و نتایج سنگ فلزات حذف ی ن محلول از های آب ی برخ توسط ی سو ی ه ها ی LAB زنده غیر و زنده بصورت میزان حذف بیولوژیکی سنگ فلزات ی ن شامل ن ی کل ( Ni کادم ،) ی وم ( Cd ( سرب و ) Pb محلول در ) های آب ی توسط 7 سو ی ه باکتری اسید های )زنده (غیر فعال غیر و )(زنده فعال بصورت الکتیک به ترتیب د ر جدول 1 و 2 .است شده داده نشان نتا ی ج ب که داد نشان ی ن سو ی ه ها ی باکتری فعال الکتیک اسید های سنگ فلزات جذب درصد نظر از ی ن از محلول آبی های معن تفاوت ی دار ی ( دارد وجود 05 / 0 < p که همانطور .) م مشاهده ی شود میزان جذب )زیستی (تجمع فعال زیستی فلز س در رب محدوده 75 / 79 تا 65 / 47 ب و بوده درصد ی شتر مقدار ین آن توسط E. faecium گرفت صورت و L. fermentum با میزان جذب 59 / 76 ( گرفت قرار دوم رتبه در درصد 05 / 0 > p کمتر .) ی ن م ی زان ز جذب ی ست ی فعال سرب آبی محلول از توسط L.casei معادل که شد انجام 65 / 47 بود درصد ( جدول 1 ) . جذب مورد در مشابهی روند کادم فلزات ی وم و ن ی کل آبی محلول از ا به ،شد مشاهده ی ن معن ی ب که ی شتر ی ن م ی زان جذب ز ی ست ی فعال ا در ی ن ن عنصر دو ی ز توسط E. faecium گرفت صورت برا که ی کادم ی وم ن و ی کل به ترت ی ب با برابر 28 / 75 و 99 / 83 .بود درصد نتا به توجه با ی ج ا ی ن باکتر ،مطالعه ی L. fermentum و L. plantarum از پس E. faecium باالتر ی ن ظرف ی ت ز جذب ی ست ی سنگ عناصر ی ن ( داشت را جدول 1 کمتر .) ی ن م ی زان ب جذب ی ولوژ ی ک ی کادم ی وم ( 87 / 24 ن و )درصد ی کل ( 72 / 67 فرآ با مشابه )درصد ی ند حذف به متعلق سرب L. casei به که است ذکر به الزم .بود کل طور ی درصد ن حذف ی کل ( 99 / 83 - 72 / 67 سو توسط ) ی ه ها ی اسید های باکتری الکتیک فعال به معن طور ی دار ی ب ی شتر کادم و سرب از ی وم بود ( 05 / 0 > p .) توسط آبی محلول از سنگین فلز سه این حذف راندمان 7 سویه مط این در نظر مورد الکتیک اسید باکتری و شدن کشته از پس ،العه باکتری کردن فعال غیر دمای با اتوکالو در ها 121 سانتی درجه گراد به مدت 15 در آن نتایج که گرفت قرار بررسی مورد نیز دقیقه جدو ل 2 .است شده آورده 3- Energy Dispersive X-ray
- 7. همکاران و مستفیدی ، ارزیابی باکتر کاربرد ی ها ی اس ی د الکت ی ک سنگ فلزات حذف در ی ن محلول از آبی های … 125 جدول 1 - سنگ فلزات حذف راندمان ی ن سویه توسط باکتری های الکتیک اسید های زنده آب محلول در ی Table 1- Heavy metals removal efficiency of indigenous LAB isolates in aqueous solution زنده پروبیوتیک های سویه Live Probiotic strains سنگین فلزات حذف میزان Heavy metal removal (%) Pb Cd Ni L. casei g,B 47.65±0.20 f,C 24.87±0.17 g,A 67.72±0.12 L. rhamnosus d,B 62.35±0.15 d,C 49.74±0.21 e,A 78.42±0.18 L. plantarum c,B 66.60±0.12 b,C 53.06±0.10 b,A 81.82±0.22 L. fermentum b,B 76.59±0.08 c,C 52.60±0.07 c,A 81.53±0.15 E. faecium a,B 79.75±0.11 a,C 75.28±0.05 a,A 83.99±0.10 L. helveticus f,B 50.70±0.12 g,C 22.27±0.09 d,A 78.99±0.08 L. acidophilus e,B 55.62±0.18 e,C 48.34±0.14 f,A 76.21±0.21 * نشان ردیف هر در مشترک غیر بزرگ حروف و ستون هر در مشترک غیر کوچک حروف معنی اختالف دهنده میانگین بین دار احتمال سطح در ها 95 می درصد ( باشد 05 / 0 > p .) * Different small letters in each column and uppercase letters in each row indicate statistically significant differences between groups as determined by the Duncan test (p<0.05). می مشاهده که همانطور فلزات حذف راندمان کلی بطور شود باکتری توسط سنگین های LAB بطور شده کشته و فعال غیر حالت در باکتری این فعال حذف راندمان از باالتر توجهی قابل می ها ک باشد با ه نتیجه این ،کادمیوم و نیکل ،سرب عناصر از کدام هر موردی مقایسه می مشاهده قابل وضوح به نتایج طبق .باشد در باالترین ،آمده بدست صد به سرب فلز )زیستی (جذب غیرفعال جذب Ent. Facium ( 28 / 98 باکتری آن از پس و داشت تعلق )درصد L. fermentum جذب میزان با 85 / 97 به که بود درصد حدود ترتیب 53 / 18 و 26 / 21 افزایش درصد سویه این توسط سرب فلز حذف حاصل فعال جذب با مقایسه در ها گرد هر در الکتیک اسید باکتری دو این که شد مشخص همچنین .ید داشتند را سرب جذب درصد باالترین فعال غیر و فعال جذب حالت دو گونه سایر توسط سرب فعال غیر جذب میزان مورد در ولی از بعد ها کشته باکتری سازی غیر حالت در که معنی بدین کرد پیدا تغییر روند ها میزان کمترین فعال باکتری در جذب L. acidofilous گردید مشاهده برابر که 48 / 83 جذب میزان باالترین از حتی مقدار این که بود درصد ( است بیشتر فعال حالت در گرفته صورت سرب جدول 1 فلز مورد در .) باکتری به غیرفعال جذب درصد باالترین کادمیوم سنگین L. plantarum ( 98 / 81 این فعال جذب به نسبت که داشت تعلق )درصد حدود سویه همین توسط فلز 31 و داد نشان افزایش درصد Ent. Facium و L. fermentum نیکل فلز مورد در .بودند بعدی جایگاه در مشابه فعال غیر جذب میزان نیز باکتری در فعال حالت Ent. Facium برابر که شد مشاهده 56 / 86 بود درصد دهنده نشان و 6 / 2 درصد آن از پس و بود فعال جذب به نسبت افزایش L. plantarum و L. fermentum جذب میزان کمترین که است ذکر به الزم .داشتند قرار باکتری به نیکل و کادمیوم در فعال غیر L. casei که داشت تعلق به ترتیب 31 / 55 و 65 / 78 افزایش از حاکی و گردید محاسبه درصد 5 / 30 و 9 / 11 در فعال حالت به نسبت فلزات این جذب افزایش درصد ( بود ساعت یک مدت جدول 2 .) جدول 2 - سنگ فلزات حذف راندمان ی ن سویه توسط باکتری های الکتیک اسید های )شده (کشته زنده غیر آب محلول در ی Table 2- Heavy metal removal efficiency by inactivated (killed) LAB strains in aqueous solution سویه پروبیوتیک های غیر زنده Inactivated probiotic strains سنگین فلزات حذف میزان Heavy metal removal (%) Pb Cd Ni L. casei d,A 90.01±0.26 f,C 55.31±0.15 e,B 78.65±0.33 L. rhamnosus e,A 87.29±0.15 d,C 75.57±0.25 d,B 79.34±0.22 L. plantarum c,A 91.01±0.21 a,C 81.98±0.18 b,B 83.98±0.18 L. fermentum b,A 97.85±0.15 b,C 79.87±0.33 b,B 83.89±0.25 E. faecium a,A 98.28±0.11 b,C 79.95±0.28 a,B 86.56±0.11 L. helveticus f,A 85.35±0.18 e,C 61.37±0.21 c,B 80.08±0.19 L. acidophilus g,A 83.48±0.08 c,C 77.22±0.14 d,B 79.12±0.21 * نشان ردیف هر در مشترک غیر بزرگ حروف و ستون هر در مشترک غیر کوچک حروف معنی اختالف دهنده میانگین بین دار احتمال سطح در ها 95 می درصد ( باشد 05 / 0 > p .) * Different small letters in each column and uppercase letters in each row indicate statistically significant differences between groups as determined by the Duncan test (p<0.05). حذف بیولوژیکی سنگ فلزات ی ن ی ک فرآ ی ند سطح ی دل به ی ل اتصال کات ی ون ها ی فلز ی گروه به ها ی آن عامل ی ون ی همچن و است ی ن ظرف به ی ت سو ی ه ها ی باکتر ی الکترونگات و ی و ی بستگ فلز ی دارد ( Afraz et al., 2021 ) . باکتری های LAB دارا ی پل ی مرها یی پپت مانند ی دوگل ی کان و
- 8. 126 جلد ،ایران غذایی صنایع و علوم پژوهشهای نشریه 20 شماره ، 1 ، فروردین - اردیبهشت 1403 ل ی پوت ی کوئ ی ک اس ی د 1 خود سلولی دیواره در م که است ی تواند مسئول ب برهمکنش ی ن سنگ فلزات ی ن منف بار و ی باکتر سطح ی باش د ( Massoud et al., 2020 .) آنجا از یی ا که ی ن فرآ ی ند از مستقل متابول ی سم م ،است ی سلول توسط تواند ها ی همچن و زنده ی ن سلول ها ی ا .شود انجام مرده ی ن ز تجمع خالف بر ی ست ی سلول فقط آن در که است ها ی سنگ فلزات زنده ی ن به را م جذب فعال طور ی کنند به . کلی طور باکتری های گرم مثبت به دلیل ساختار سلولی دیواره ساده ،تر کنترل کمتری نسبت به ورود خارجی مواد نشان می ،دهند در صورتی که باکتری گرم های منفی دیواره سلولی و ساختار پروتئینی پیچ یده تری داشته و ورود و جذب آالینده های معدنی موجود محیط در بیرونی این باکتری ،ها از جمله فلزات ،سنگین کنترل با بیشتر و به میزان کمتری صورت می ( گیرد ., 2014 et al Jaishankar .) یافته با تحقیق این نتایج همکارانش و کادوکووا های (Kadukova et al., 2005) آن .داشت مطابقت روش مقایسه با ها جلبک از استفاده با مس فعال غیر و فعال جذب Chlorella kessleri که داشتند بیان در مس غلظت 30 دق ی قه سلول افزودن از پس اول ها ی زنده C. kessleri کاهش ی افت اندازه در . گ ی ر ی ها آزما تمام در ی ش ها یی سلول از که ها ی آزادساز ،بود شده استفاده زنده ی جزئ ی به را مس ن محلول شان رهاساز .داد ی سلول سطح از مس ها ی زمان زنده ی واضح ت ر نمونه که بود هر ها 5 دق ی قه در 30 دق ی قه هر و اول 15 دق ی قه طول در 30 دق ی قه بعد ی آزما ی ش جمع آور ی د به ًالاحتما .شدند ل ی ل مسموم ی ،ت سلول ها ی جلبک ی حد تا ی ظرف ی ت داده دست از را خود اتصال و اند کم مقدار ًامتعاقب ی م آزاد محلول به دوباره فلز ی چند از پس اما .شود مسموم ،ساعت ی ت شد ی د برخ مرگ باعث احتماال ی سلول از و شده ها هم به ی ن دل ی ل ب نسبت ی ن سلول ها ی تغ مرده و زنده یی .است کرده ر از آنجا یی سلول که ها ی ظرف مرده ی ت باالتر جذب ی داده نشان خود از ا ،ند بخش ی پا در شده آزاد مس از ی ان آزما ی ش .شد داده برگشت مقا در ی س ه سلول با ها ی افزودن از پس زنده سلولی توده شده خشک ، ی ون ها ی عرض در محلول از سرعت به مس 10 دق ی قه شد جذب افزا اثر و ی ش جزئ ی د مس غلظت .نشد مشاهده محلول ر بیان نهایت در محققان این که داشتند سرعت باالی فرآ ی ند م نشان ی ( مورد دو هر در که دهد تجمع ز ی ست ی ز جذب و ی ست ی مکان ،) ی سم ها ی مس تجمع مستقل متابول از ی سم .هستند می ،تحقیق این نتایج به استناد با تحق در که گفت توان حاضر یق فلز این جذب مکانیسم نیز بوده متابولسیم از مستقل نیکل بویژه ات چرا بوده باال بسیار جذب سرعت فعال غیر و فعال جذب حالت دو هر در که رسیده خود مقدار حداکثر به جذب میزان یکساعت زمان مدت در و گویال .است و همکاران (Goyal et al., 2019) فرایند ف جذب ی ز ی ک ی ب شدن کمپلکس و ی ن گروه و فلز ها ی آم ی نه کربوکس و ی ل پل ی 1- lipoteichoic acid ساکار ی دها ی د ی واره سلول ی مکان را ی سم ها ی جذب سنگین فلزات از محلول آبی های توسط میکروارگانیسم ها معرفی .کردند حاضر تحقیق دمای در 37 سانتی درجه و گراد 5 / 6 = pH بررسی براساس که شد انجام پیش سپس و علمی منابع تی جذب میزان بیشترین ،شده انجام مارهای سویه توسط سنگین فلزات های LAB در مطالعه این در شده انتخاب .گرفت صورت شرایط این انرژی به وابسته فرآیند یک زیستی جذب ایفا آن توسط فلزات حذف کارآیی در مهمی نقش دما رو این از و است می س دیواره بر که حرارت درجه تغییر این .کند قسمت و لولی های ت آن عملکردی أ می ثیر سلولی دیواره ترکیب و پایداری تغییر با ،گذارد گروه یونیزاسیون وضعیت می کاهش یا افزایش عملکردی های .یابد بیشتری سطح نتیجه در که است منافذ اندازه افزایش باعث دما افزایش افزایش را انتشار میزان همچنین .است دسترس در زیستی جذب برای حذف کارآیی افزایش به منجر و داده کاهش را محیط ویسکوزیته و داده سنگین فلزات می ( شود Goyal et al., 2019 .) آریواالگان و همکاران (Arivalagan et al., 2014) اثر ، Bacillus. cereus را جذب بر کادمیوم بیولوژیکی دما در ی 25 ، 35 و 45 سانت درجه ی گراد مورد نمودند مشاهده و دادند قرار بررسی کادم حذف حداکثر ی وم دما در ی 35 سانت درجه ی گراد ( 72 درصد ) حاصل افزا آن در که شد ی ش توجهی قابل کارا در یی ب جذب ی ولوژ ی ک ی دما به نسبت ی 25 سانت درجه ی گراد ( 4 ،شد ثبت )درصد که دل ی ل آن را افزا ی ش منافذ اندازه و نت در ی جه ا فزایش برا سطح ی ز جذب ی ست ی دسترس در کردند عنوان ( Rathinam et al., 2010 .) افزا با اما ی ش از دما 35 سانت درجه ی به گراد 45 درجه سانت ی ز جذب ،گراد ی ست ی کادم ی وم کاهش ی افت که ا ی ن ب است ممکن ه دل ی ل تخر ی ب محل ها ی کادم اتصال ی وم د در ی واره سلول ی پارگ توسط ی پ ی وند پتانس کاهش به منجر که ی ل کادم اتصال ی وم م ی افتاده اتفاق شود باشد ( Sulaymon et al., 2013 ) . هالتتونن راستا همین در همکاران و (Halttunen et al., 2008) اف زا ی ش توجه قابل ی کادم حذف در ی وم الکتوباس توسط ی لوس رامنوسوس GG هنگام ی دما که ی انکوباس ی ون به 37 سانت درجه ی گراد افزا ی ش ی ،افت .کردند گزارش pH د عامل ی گر ی مهم نقش که است ی در حذف بیولوژیکی فل زات سنگ ی ن دارد . تغ یی رات pH محیط سطح بار بر ی د ی واره سلول ی تأث با ی ر بر گروه ها ی عامل ی منف بار با ی تفک و ی ک تأث آنها ی ر م ی گذارد ( Özdemir et al., 2013 .) ا ی ن موضوع خوب به ی توسط شده انجام مطالعه در آریواالگان و همکاران (Arivalagan et al., 2014) رسیده اثبات به ، است . B. cereus نزد خاک از ی ک آبکار صنعت ی شد جدا ه حضور در و کادم ی ،وم شرا در ی ط آزما ی شگاه ی در .کرد رشد 2 pH= ارگان ، ی سم دل به ی ل ی ون ی زاس ی ون گروه کم ها ی عامل ی ناچ جذب ی ز ی داد نشان خود از . همچن ی ،ن باال غلظت ی + H در pH اس ی د ی برا ی مکان ها ی اتصال
- 9. همکاران و مستفیدی ، ارزیابی باکتر کاربرد ی ها ی اس ی د الکت ی ک سنگ فلزات حذف در ی ن محلول از آبی های … 127 م رقابت موجود ی کند د شدن پروتونه باعث که ی واره سلول ی م ی شود ( Rathinam et al., 2010 ا .) ی ن همچن مطالعه ی ن م گزارش ی که دهد در pH نسب اس تا ی د ی 4 بارها ، ی منف ی رو ی د ی واره سلول ی افزا ی ش م ی ی ابد پروتون غلظت و کاهش م ی ی ابد ب کاهش به منجر که ی ش تر کادم ی وم م ی ا بر عالوه .شود ی ن در pH برابر 6 کادم کاهش حداکثر ، ی وم نت در ی جه پروتون زدا یی گروه کامل ها ی عامل ی گروه مانند ها ی کربوکس ی ل آم و ی نو ( شد گزارش Xiao et al., 2010 ا از باالتر .) ی ن pH توجه قابل کاهش ، ی شد مشاهده جذب در که ا ی ن افزا با امر ی ش ه گروه ی دروکس ی ل کادم با که ی وم م رسوب را آن و داده واکنش ی دهد ، توض ی ح است شده داده ( Hossain et al., 2013 همکاران و الهیان .) (Elahian et al., 2013) در دادند نشان نیز 3 > pH رقابتی بین نیکل و پروتون در جهت اتصال گروه به های سطحی ایجاد شد در نتیجه جذب میزان پایین از آمد طرفی دیگر در 7 < pH ، نیکل به صورت هیدروکسید کرده رسوب مقدار و آن به صورت آزاد کاهش و یافته در نتیجه جذب میزان .داشت نزولی روند غلظت دیگر یکی از عواملی است که می تواند بر فلزات جذب روی میکروارگانیسم توسط سنگین راستا این در .باشد مؤثر ها افراز و همکاران ( Afraz et al., 2021 ) بررسی با اثر Lactobacillus paracasei ب جذب بر ی ولوژ ی ک ی کادم و سرب ی وم آب محلول در ی ن شان داد ند ب که ی شتر ی ن ا حذف ی ن سنگ فلزات ی ن در pH تلق اندازه ،باال ی ح باال ا کم غلظت و ی ن با برابر عناصر 77 / 85 ب توجه با .است بوده درصد ه نتا ی ج ب جذب کاهش علت ،آنها ی ولوژ ی ک ی سنگ عناصر ی ن افز با ا ی ش اول غلظت ی ،ه ناکاف بر عالوه ی محل بودن ها ی اتصال سبب به اشباع محل ها ی فلز اتصال ، به دل ی ل سم ی ا بودن ی ن کاهش به منجر که عناصر سلول رشد ی ارگان ی سم م ی .است شده ذکر شود ا ی ن نتا ی ج همچنین در ا مطالعه ی توسط همکاران و پرییاالکسمی (Priyalaxmi et al., 2014) رو بر که ی B. safensis ،شد انجام رسوبات از شده جدا مورد آن .گرفت قرار تأیید دادند گزارش ها غلظت در ppm 40 جذب میزان کادمیوم بیولوژیکی 5 / 83 درصد بود حال در ی افزا با که ی ش غلظت کادم ی وم به ppm 60 ا ی ن به کاهش 98 افزا درصد ی ش ی افت در ولی .داد نشان نزولی روند آن جذب میزان کادمیوم غلظت افزایش با ادامه ویژگی بر سنگین فلزات اثر ساختاری و مورفولوژی های سلول سطح باکتریایی های تأث ی ر ی ون سنگین فلزات های رو بر ی سلول سطوح جذب حالت در ی فعال غیر جذب و فعال تصاو از استفاده با ی ر م ی کروسکوپ الکت ر ون ی ( SEM ) ارز ی اب ی .شد تنی درون مرحله نتایج طبق 1 باکتری Ent. Faecium بررسی مورد فلز سه هر فعال جذب ظرفیت بیشترین دارای 1 In-vivo در اگرچه نیز باکتری این فعال غیر جذب ظرفیت ،بود مطالعه این در مقایسه امکان دلیل به ولی داشت قرار دوم رتبه در کادمیوم و سرب مورد همچ و بهتر تصاویر باالتر کیفیت نین SEM بهتر ارزیابی امکان و آن های یون اثر نهایت در دیگر فلز دو به نسبت سلولی سطح تغییرات روند توده زیست سلولی سطح مورفولوژی بر سرب فلز Ent. Faecium در ( فعال جذب حالت شکل 1 ( فعال غیر جذب و ) شکل 2 ) .گردید انتخاب که همانطور در ( شکل 1 - b ) م مشاهده ی سرب آشکار رسوبات شود رو ی سلول سطح ها بوده مشاهده قابل که نشان دهنده ظرف ی ت اتصال باال می باکتری سلولی توده توسط سرب ی باشد حال در ، ی ه که ی چ گونه سرب رسوب ی در م ی کروگراف ها ی سلول ها ی ت ی مار نشده )کنترل (نمونه ( نبود مشاهده قابل شکل 1 - a .) ا بر عالوه ی ،ن م ی کروگراف ها ی SEM عظ تجمع به منجر سرب معرض در گرفتن قرار که داد نشان ی م سلول ها ی Ent. Faecium مقا در ی سه سلول با ها ی ت ی مار بدون ،نشده تغ یی ر مورفولوژ ی ک ی م ی شود . ا ی ن پد ی ده نوع است ممکن ی از محافظت سلول توسط خود ها ی باکتری تغ اثر در که باشد یی ر سطح بار ی و انحطاط 2 پروتئ ی ن ها ی سطح ی سرب معرض در گرفتن قرار اثر در که افزا ی ش ی افته سلول تجمع به منجر و ها شده ، ا ی جاد م ی شود ( Zhai et al., 2015 ) . دل به ًالاحتما ی ل آس ی ب سرب سمیت از ناشی ، سلول تا ها حد ی توانا یی نت در و اند داده دست از را خود اتصال ی جه غلظت سرب از بعد محلول در 1 ب ساعت ی شتر از 15 - 10 دق ی قه فعال جذب اولیه .است همکارانش و کادوکووا مشابهی نتایج (Kadukova et al., 2005) تصاویر اینکه بر مبنی است شده گزارش SEM آس ی ب رو ی سطوح سلول ها ی نشان را زنده داد اسکن با که EM به حفره صورت ها ی دهانه ا ی مشاهده قابل بود آس . ی ب ها ی مشابه ی تصاو در غارها شکل به ی ر سلول بخش ی تکن با آمده دست به ی ک TEM محققان این توسط مشاهده .شد همچنین جداساز ی د ی واره سلول ی تخر باعث ًالاحتما که ی ب بعد ی سلول ی م ی ن ،شود ی ز پراکنده صورت به فلزات فعال جذب در باکتری توسط کادمیوم و نیکل جمله از سنگین ها شد مشاهده ه است ( Jain et al., 2017; Goyal et al., 2019 ) . طبق که بود حالی در این تصاویر SEM در شده ارائه شکل 2 - a و 2 - b هنگام ی سلول که ها ی خشک غیرفعال و Ent. Faecium فرآ در ی ند آس ،شد استفاده ی ب سطح سلولی بس ی ار کمی محلول در ها یی غلظت با سرب شد مشاهده باال که همکارانش و کادوکووا نتایج با (Kadukova et al., 2005) جذب در و زیست توسط مس فعال غیر جلبک شده خشک توده C. kessleri .دارد سازگاری همچنین تشخ ی ص فلز عناصر ی در زیست توده باکتری اس با تفاده از ایکس پرتو انرژی پراکندگی سنج طیف (EDX) طبق .گرفت صورت از آمده بدست نتایج تجز ی ه تحل و ی ل میکروگراف EDX س ی گنال سرب 2 decline
- 10. 128 جلد ،ایران غذایی صنایع و علوم پژوهشهای نشریه 20 شماره ، 1 ، فروردین - اردیبهشت 1403 سلول در ها ی جذب هم و فعال جذب حالت در هم )(کنترل نشده تیمار فعال غیر نبود تشخیص قابل ( شکل 1 - c و 2 - c اما ،) ی ک پ ی ک واضح برا ی سلول در سرب ها ی ت ی مار ( شد مشاهده سرب با شده شکل 1 - d و 2 - d نشان که ،) به سرب وجود دهنده دل ی ل جذب بیولوژیکی به .است د عبارت ی ،گر ط ی ف EDX پ ی ک اضاف سرب ی سلول ها ی ت ی مار با شده تا را سرب یی د .نداشت وجود شاهد نمونه در که کرد شکل 1 - تصاو ی ر م ی کروسکوپ الکترون ی روبش ی باکتری Ent. Faecium زنده از بعد و قبل فعال جذب ( سرب a ز ) ی ست توده تیمار ( نشده b ز ) ی ست ( سرب اتصال از پس توده c ط ) ی ف ا پرتو ی کس انرژ پراکنده ی ( EDX ز از ) ی ست ت توده ی مار ( و نشده d ط ) ی ف EDX ز ی ست سرب اتصال از پس توده Fig. 1. Scanning electron microscopy images of live Ent. faecium before and after Pb binding. (a) Untreated biomass, (b) Biomass after Pb binding, (c) Energy dispersive X-ray (EDX) spectra of untreated biomass and (d) EDX spectra of biomass after Pb binding O K NaK ClK ClK K K K K PbL PbL PbL 2 PbL 1 PbL 11 PbLl PbM PbM keV 0 100 200 300 400 500 600 700 0 5 10 15 20 O K NaK ClK ClK keV 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 0 5 10 15 20 (c) (d)