不同條件乾燥下 NTU-1 結塊表面疏水性測定

由4.4.1 節中可發現若烘乾溫度高於 100℃，乾燥後 NTU-1 再形成結塊包覆 正十六烷的能力會變差。我們認為可能是在乾燥過程中，細胞表面之疏水性脂肪 酸遭受破壞變質或是細胞已破裂不完整。這一節中，將測試不同條件乾燥下，

NTU-1 細胞結塊表面的疏水性是否會有差異，進而了解乾燥後 NTU-1 結塊能再 次形成聚集體的原因。

測試細胞表面疏水性的方法是由Rosenberg 等學者所提出的 MATH

(microbial adhesion to hydrocarbons) (Rosenberg et al. 1991)。由於此法操作容易、

使用儀器較常見因而被文獻中大量的使用。

實驗條件如下：

 菌株來源：

 不同溫度下烘乾的 NTU-1 結塊：60、80、100、120、160℃

 冷凍乾燥後的 NTU-1 結塊

 利用超音波震碎後再進行冷凍乾燥的 NTU-1 結塊

 分散相：去離子水 (2 mL)

 初始 OD600吸收值 (ODi)：0.5 ~ 0.8

 正十六烷添加量：0.5 mL

 溫度：27℃

 OD600吸收值測量時間：每10 分鐘 (ODa)

 細胞吸附百分比計算

Percentage of adhesion (%) = − ×100

i a i

OD OD OD

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實驗結果如圖4.4.2-1 所示，其中也列出實驗室之前對於一般礦物培養基菌 液 (自由細胞狀、NB 培養，pH=7) 的吸附百分比 (劉志文 2007)來作比較。實 驗結果顯示，除了以160℃烘乾的實驗組別其吸附百分比較低以外，其他不同乾 燥條件的組別吸附百分比皆能在前3 個小時內達到 70%以上。經過約一天以後，

160℃組別的吸附百分比約有 80%而其餘乾燥組別皆能達到 90%左右。同時也可 以發現除了160℃烘乾的實驗組別，其他組別的吸附百分比皆會高於一般礦物培 養基菌液的實驗組別。

文獻中指出，細胞的疏水性是主導微生物貼附現象的原因之一 (Olofsson et al. 1998)。而使用 MATH 測量細胞表面疏水性時，吸附百分比能達到 70%以上即 顯示細胞具有相當的疏水性 (Rosenberg 2006)。因此我們知道這些狀態下的 NTU-1 細胞都具有很高的疏水性，而形成結塊後的 NTU-1 細胞表面疏水性會比 一般NTU-1 菌液 (以 NB 培養) 來得高，主要是因為 NTU-1 在利用正十六烷時 會產生一些長鏈脂肪酸鍵結在細胞表面，因而使表面疏水性增強，而這些長鏈脂 肪酸的存在也是實驗中促使NTU-1 形成結塊將正十六烷包覆的重要原因之一 (張緯農 2009)。

另外，實驗中無法再次形成結塊的組別 (烘乾溫度大於 100℃、經過超音波 震碎再進行冷凍乾燥的NTU-1 結塊)，除了以 160℃烘乾的組別 NTU-1 表面疏水 性脂肪酸可能遭受破壞造成疏水性相對較低以外，其他組別皆還是能呈現很高的 疏水性。在4.3.4 節中發現震碎的 NTU-1 細胞碎片經冷凍乾燥後無法再次聚進形 成結塊，但這一節中經過實驗發現其表面仍具有很高的疏水性，所以更加能確認 細胞表面的完整性對於NTU-1 再次形成結塊的能力有很大的影響。我們推測當 烘乾溫度高於100℃時，細胞表面會因為溫度太高開始變質破裂，因而造成細胞 的破碎，其中以160℃乾燥組別更為明顯，其細胞顏色已經改變而呈現焦黑的情 形，然而此時表面脂肪酸並沒有完全被破壞，故仍具有一定疏水性，但是細胞已 不完整，所以無法再次形成結塊將正十六烷包覆。乾燥後NTU-1 再形成結塊的 機制將於4.4.8 節中詳細討論。

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0 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Per cent a ge of Adhesion (%)

Time (min)

Control(pH7, MSM)[Liu 2007]

60 deg C 80 deg C 100 deg C 120 deg C 160 deg C

Sonicated and freeze-dried Freeze-dried

圖4.4.2-1 不同乾燥條件下 NTU-1 細胞表面疏水性測定

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