Study of the degradation of polyamide by bacteria

Plastika in zlasti mikroplastika predstavljata enega največjih okoljskih problemov sodobnega časa, saj se zaradi svoje obstojnosti in množične uporabe kopičita v naravi ter povzročata dolgoročne posledice za ekosistem in zdravje ljudi. Zaradi slabe bioragradljivosti in posledično njene obstojnosti se v zadnjih letih vse več raziskav osredotoča na biološke pristope razgradnje plastičnih materialov, ki temeljijo na uporabi organizmov. Namen diplomskega dela je bil preučiti možnost biološke razgradnje poliamida (PA) s pomočjo bakterije Pseudomonas putida in oceniti njen potencial za zmanjševanje plastičnih odpadkov v okolju. Eksperimenti so bili izvedeni v dveh različnih gojiščih, osiromašenem mediju M9, kjer je PA predstavljal edini vir ogljika in s hranili bogatem mediju nutrient broth (NB). Rast bakterij smo spremljali spektrofotometrično, prav tako pa smo ob koncu pettedenskega poskusa kvantificirali delež biofilma, ki je nastal na površini. Analize sprememb materiala so bile izvedene z infrardečo spektroskopijo s Fourierovo transformacijo (FTIR) in z vrstičnim elektronskim mikroskopom (SEM). Rezultati so pokazali, da je bila rast bakterij v mediju M9 omejena, vendar je bakterija kljub pomanjkanju hranil tvorila tanek, a postopno naraščajoč biofilm. V mediju NB je bila rast bakterije v mediju izrazitejša, delež biofilma pa je dosegel največjo količino med 21. in 28. dnem, nato pa se je zmanjšal zaradi izčrpanja hranil in delne razgradnje biomase. Masa PA se je v primeru M9 medija zmanjšala do maksimalno 15 % (po 35 dneh), medtem ko se je masa PA pri eksperimentu v NB zmanjšala le za 5 %, kar lahko pripišemo eksperimentalni napaki. FTIR in SEM analizi nista pokazali sprememb v morfologiji in kemijski sestavi površine PA. Ugotovitve prispevajo k razumevanju interakcije med mikroorganizmi in PA materiali ter nakazujejo, da bakterije, kot je Pseudomonas putida, lahko tvorijo biofilm na površini PA, vendar bi bilo za učinkovitejšo biorazgradnjo potrebno optimizirati pogoje ali podaljšati čas biorazgradnje.