Effet des biosurfactants microbiens dans la remobilisation d’hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) au sein des sols contaminés.

Abstract

Face à l’intérêt croissant porté au développement de solutions vertes pour remédier aux niveaux croissants de contamination environnementale et surtout celle des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs), la présente étude a été menée. L’objectif principal était donc d’évaluer le potentiel d’application environnementale des souches de P. aeruginosa provenant de trois sites pollués. D’où trente-huit souches ont été isolées après enrichissement, et identifiées phénotypiquement comme P. aeruginosa, alors que 5 souches sur la base de séquençage de l'ARNr 16S comme étant P. aeruginosa, avec une similarité élevée de 99,40 à 99,66%. Dans la deuxième partie de ce travail, les souches isolées ont été soumises à des tests quantitatifs et qualitatifs afin d’évaluer leur capacité à produire les biosurfactants. Par ailleurs, les souches provenant de stations d’épurations des eaux usées ont montré une meilleure performance sur la base de la réduction de la tension de surface (TS = 32,68 mN m‒1) et de l’index d’émulsification (E24 = 71,25%). Les souches BSP4 et BSP9 ont été sélectionnées pour la production de biosurfactants en utilisant différents substrats (huiles végétales et hydrocarbures), y compris l’huile de friture usée, les résidus d'huile de thon, et le glycérol ; des substrats économiques et durables, réduisant ainsi le coût élevé de production de ces bio tensioactifs. La souche BSP4 a montré une meilleure production sur milieu BN additionné par huile de friture usée (1%, v/v) avec un rendement de 5,09 ± 0,91 g L−1 après 48 h d’incubation. Cependant, des rendements de 2,36 ± 0.69 et 1,70 ± 0,01 g L−1, ont été enregistrés par la souche BSP9 sur milieu de base enrichi avec huile de friture usée et résidus d'huile de thon (1%, v/v) après 48 h d’incubation, respectivement. Au cours de cette étude, il a été constaté que les biosurfactants produits par BSP4 et BSP9 ont été capables de réduire la tension superficielle de l'eau de 72 à 32 et 29 mN m‒1, à la concentration micellaire critique de 350 et 20 mg L−1, respectivement. En fait, leur stabilité a été notée sur une large gamme de températures (-80– 120 °C), de salinité (2–12% Na Cl) et de pH (2–12). Les analyses IRTF et RMN ont également confirmé la nature rhamnolipidique des biosurfactants produits. Par ailleurs, les analyses structurales de biodégradation (CG‒SM et CG‒DIF), ont montré un potentiel significatif vis-à-vis des hydrocarbures aromatiques polycycliques et du pétrole brut. En effet, la souche BSP4 a dégradé 97% du naphtalène (200 mg L‒1) après sept jours d'incubation, avec une biodégradation importante de 4,82% à 83,91 % des principaux n-alcanes dans le pétrole brut (1%, v/v) après 21 jours. De plus, BSP9 a pu dégrader 83,25% du naphtalène (200 mg L‒1) en seulement 3 jours d'incubation, ainsi que 27,7 et 68,33% de dégradation du phénanthrène (200 mg L‒1) et du fluoranthène (200 mg L‒1), respectivement, au bout de 7 jours, et une grande capacité à métaboliser les n-alcanes du pétrole brut (1%, v/v), atteignant un taux de biodégradation de 86,28% après 10 jours d'incubation. De plus, le biosurfactant produit par BSP4 (Rhl-BSP4) s'est avéré plus efficace que le tensioactif chimique (SDS) testé pour remobiliser les hydrocarbures contenus dans des sols pollués. L’activité antimicrobienne a été mise en évidence puisque ces biosurfactants ont montré des données prometteuses contre les souches pathogènes, avec des valeurs de CMI de 1,562 à 12.5 mg mL−1 et des CMB allant de 6,25 à 25 mg mL−1. Ces résultats encourageants dévoilent que les souches isolées BSP4 et BSP9, ainsi que leurs biosurfactants, présentent un intérêt biotechnologique pour diverses applications, telles que la bioremédiation des sites contaminés par des hydrocarbures, ainsi que d'autres domaines tels que la médecine, l'agricole, etc.