Minimal and dynamic bacterial diversity in grease trap revealed by molecular analysis

Analyse moléculaire de la dynamique et de la diversité bactérienne dans les séparateurs à graisse.

Université Paris-Est, Laboratoire Eau Environnement Systèmes Urbains (LEESU), UMR MA 102-AgroParisTech, 61 avenue du Général de Gaulle, F-94010, Créteil Cedex, France
Eau de Paris, Direction Recherche et Développement Qualité de l’Eau (DRDQE), 33 avenue Jean Jaurès, F-94200, Ivry-sur-Seine, France

^* Author of correspondence : Laurent.moulin@eaudeparis.fr

Received: 15 May 2012
Accepted: 31 October 2012

Abstract

Grease traps are widely used in restaurants and food industry to reduce oil and grease discharge into public sewers. Although enhancement of grease trap performance often use microbial biomasses, yet little is known about the natural microbial assemblages that colonize and settle inside grease trap and may be used for grease degradation processes. This study evaluates the diversity and composition of bacterial assemblages colonizing the greasy layer in a public restaurant grease trap. Using a culture-independent approach, the dynamic of these assemblages have been studied before (Monday) and after (Friday) a week of restaurant activity. Bacterial diversity was quite low: 16S rRNA gene clones were affiliated with only three phyla, of which Firmicutes, Proteobacteria, and Bacteroidetes were represented in all libraries. Anaerobes, facultative anaerobes and microaerophilic taxa dominated the clone libraries. Sequences similar to Selenomonas spp., Lactobacillus spp. and Dialister spp. represented respectively 23.2%, 13.0% and 8.7% of the two libraries together. The Monday and Friday libraries were quite similar (70% similarity), however diversity indices showed that bacterial diversity seemed greater at the end of the week. Several taxa were only detected on Friday, including Acetobacter spp., Gulbenkiania spp., Aeromonas spp., Petrobacter sp., Escherichia sp. and Desulfovibrio sp. The description of metabolic capabilities of surveyed species is beyond the range of the clone libraries, however several taxa were fermenting or anaerobic-respiring organisms which could be likely involved in lipid degradation.

Résumé

Les séparateurs à graisses sont très largement utilisés dans la restauration et l’industrie agroalimentaire pour réduire la quantité de rejets graisseux dans les égouts. Mais si ces séparateurs utilisent souvent des biomasses bactériennes pour améliorer leur rendement, peu d’informations sont actuellement disponibles à propos des communautés bactériennes naturellement présentes dans cet environnement. Or ces bactéries pourraient participer au processus de dégradation. En utilisant une approche métagénomique, la dynamique des biomasses bactérienne à été étudiée dans un séparateur à graisse avant et après une semaine de fonctionnement.

La diversité bactérienne observée est faible avec seulement 3 phylums présents (Firmicutes, Protéobacteries et Bacteroidetes). Les bactéries anaérobies, anaérobies facultatifs et microaérophiles sont les plus représentées dans les genres identifiés. Les genres Sélénomonas, Lactobacillus et Dialister représentent respectivement 23,2 %, 13,0 % et 8,7 % des séquences identifiées. Peu de changement sont observables entre le lundi et le vendredi (70 % de similarité) même si la diversité semble plus grande à la fin de la semaine puisque certains genres tels que Acetobacter spp., Gulbenkiania spp., Aeromonas spp., Petrobacter sp., Escherichia sp. et Desulfovibrio sp. ne sont détectées que ce jour-là. Même si cette approche ne permet pas d’étudier directement les capacités métaboliques des espèces présentes, les espèces identifiées permettent le plus souvent la fermentation et la respiration anaérobie, caractéristiques impliquées dans la dégradation des lipides.