Direct Red 75 (DR75) gibi azo boyaların yapısal karmaşıklığı ve sentetik kökenleri, bunları çevreye kalıcı hale getirir ve endüstriyel atıklardan uzaklaştırılmasını zorlaştırır. Bu çalışmada, Nijerya kıyılarından izole edilen halotolerant deniz kaynaklı bir mantar olan Penicillium oxalicum M6A, DR75’i biyolojik olarak parçalama ve detoksifikasyon kapasitesi açısından değerlendirilmiştir. Enzimatik aktivite ile birlikte pH, sıcaklık, tuz ve boya konsantrasyonunun bozunma verimliliği üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. FTIR ve GC-MS analizleri, bozunma ürünlerini tanımlamak ve metabolik yolakları tahmin etmek için kullanılırken, toksisite üç bakteri suşu ve iki mahsul bitkisi tohumu kullanılarak değerlendirilmiştir. Optimum bozunma pH 5 (90,37%), 35°C (66,82%), 50 mg/L boya konsantrasyonu (91,53%) ve %4 NaCl (67,08%) değerlerinde elde edilmiştir. Enzimatik analizler, laccaz (24,17 U/mL), azoredüktaz (13,14 U/mL) ve lignin peroksidaz (12,54 U/mL) enzimlerinin önemli ölçüde yukarı regülasyonunu ortaya çıkarmış ve bunların boya parçalanmasında rol oynadığını göstermiştir. FTIR analizi, karakteristik azo ve sülfonik piklerin kaybolduğunu doğrularken, GC-MS, 2,3-dihidrobenzofuran, m-hidrokinon ve 6-etoksi-6-metil2-sikloheksenon gibi önemli metabolitleri tanımladı. Mikrotoksisite ve fitotoksisite değerlendirmeleri, P. oxalicum M6A tarafından DR75’in bozunma ürünlerinin bakteri suşları üzerinde herhangi bir inhibisyon bölgesi göstermediğini ve kullanılan mahsul bitkilerinin tohumları için daha az toksik olduğunu göstermiştir. Bu sonuçlar, P. oxalicum M6A’nın DR75’i etkili bir şekilde bozunabileceğini ve detoksifiye edebileceğini, onu daha az toksik metabolitlere dönüştürebileceğini göstermektedir. Bu bulgular, boya ile kirlenmiş tuzlu atık suların arıtılmasında P. oxalicum M6A’nın biyokatalitik potansiyelini vurgulamakta ve çevresel uygulamalar için daha fazla ölçeklendirilmesini teşvik etmektedir.
The structural complexity and synthetic origin of azo dyes such as Direct Red 75 (DR75) make them environmentally persistent and challenging to remove from industrial effluents. In this study, Penicillium oxalicum M6A, a halotolerant marine-derived fungus isolated from the Nigerian coastline, was evaluated for its capacity to biodegrade and detoxify DR75. The influence of pH, temperature, salt, and dye concentration on degradation efficiency was assessed, along with enzymatic activity. Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy and gas chromatography–mass spectrometry (GC– MS) analyses were employed to identify degradation products and predict metabolic pathways. Toxicity was determined using three bacterial strains and two crop plant seeds. Optimal degradation was achieved at a pH of 5 (90.37%), a temperature of 35°C (66.82%), a dye concentration of 50 mg/L (91.53%), and a NaCl concentration of 4% (67.08%). Enzymatic assays revealed significant upregulation of laccase (24.17 U/mL), azoreductase (13.14 U/mL), and lignin peroxidase (12.54 U/mL), indicating their involvement in dye breakdown. FTIR analysis confirmed the disappearance of characteristic azo and sulfonic peaks, while GC–MS identified key metabolites such as 2,3-dihydrobenzofuran, m-hydroquinone, and 6-ethoxy-6-methyl-2-cyclohexenone. Microtoxicity and phytotoxicity assessments revealed that the degradation products of DR75 by P. oxalicum M6A did not inhibit the bacterial strains and exhibited low toxicity to the seeds of the crop plants used. These findings establish that P. oxalicum M6A can effectively degrade and detoxify DR75, converting it into less toxic metabolites. These observations highlight the biocatalytic potential of P. oxalicum M6A for treating dyecontaminated saline wastewater and encourage further scale-up for environmental applications.
Penicillium oxalicum M6A Laccase recalcitrant pollutants peroxidase synthetic dyes ecotoxicity assessment
Since the article does not contain any studies with human or animal subject, its approval to the ethics committee was not required.
The authors are grateful to the Department of Biotechnology, Faculty of Science, Nigerian Defence Academy, and the National Research Institute for Chemical Technology, Zaria, for carrying out the research and analysis in their laboratories. Also, the authors extend their appreciation to the Tertiary Education Trust Fund-Institutional Based Research for providing the grant for the study.
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Biocatalysis and Enzyme Technology |
Journal Section | Research Article/Araştırma Makalesi |
Authors | |
Early Pub Date | August 18, 2025 |
Publication Date | October 15, 2025 |
Submission Date | June 5, 2025 |
Acceptance Date | July 17, 2025 |
Published in Issue | Year 2025 Volume: 26 Issue: 2 |
You can reach the journal's archive between the years of 2000-2011 via https://dergipark.org.tr/en/pub/trakyafbd/archive (Trakya University Journal of Natural Sciences (=Trakya University Journal of Science)
Trakya University Journal of Natural Sciences is licensed under Creative Commons Attribution 4.0 International License.