بهینه ‌سازی شرایط نوری با تاثیر بر رشد و تولید فایکوسیانین در ریزجلبک اسپیرولینا پلاتنسیس

ریزجلبک اسپیرولینا منبعی غنی از پروتئین و ترکیبات زیستی با ارزش است که یکی از مهم ترین آن‌ها رنگدانه فایکوسیانین است. فایکوسیانین به عنوان رنگ آبی طبیعی و یک آنتی اکسیدان قوی در صنایع مختلف کاربردهای گسترده ای دارد. افزایش همزمان تولید رنگدانه فایکوسیانین و زیست توده اسپیرولینا در شرایط کشت اتوتروفی بطور مشخص به نوع منبع نور با طول موج‌ها و شدت‌های مختلف و همچنین میزان دسترسی به منابع غذایی محیط کشت بستگی دارد. با توجه به آنکه فایکوسیانین یک رنگدانه فتوسنتزی و از اجزای آنتن‌های جمع‌آوری کننده نور است، بنابراین میزان و کارایی فعالیت‌های فتوسنتزی نیز در تولید فایکوسیانین تاثیرگذار است. در این تحقیق آنالیز مولکولی 16srrna برای شناسایی سویه های اسپیرولینا انجام شد. بهترین سویه (اسپیرولینا پلاتینسیس nies-39) از نظر تولید زیست توده و فایکوسیانین از بین پنج سویه اسپیرولینا انتخاب شد و تاثیر طول موج های مختلف نور سوپر ال ای دی سفید، قرمز و آبی از نظر تولید زیست توده و فایکوسیانین در ریزجلبک اسپیرولینا مقایسه شد. نتایج نشان داد نور سوپر ال ای دی سفید در مقایسه با سایر نورها به صورت معنی‌داری موجب بیشترین تولید زیست‌توده (4.71 گرم بر لیتر) و بالاترین غلظت فایکوسیانین (0.316 میلی گرم بر میلی لیتر) شد. خلوص فایکوسیانین تولید شده توسط نور سوپر ال ای دی آبی (1.04) بیشتر از از نور سفید (0.77) و سایر نورها بود. همچنین استفاده از طول موج های ترکیبی نور سوپر ال ای دی سفید و قرمز در مقایسه با استفاده تنها از هر نور موجب افزایش سرعت رشد اسپیرولینا و کوتاه شدن زمان سه روزه دوره رشد برای رسیدن به بیشینه زیست توده (4.67 گرم بر لیتر) شد. در نتیجه کلی می توان بیان کرد استفاده از نورهای سوپر ال ای دی می‌تواند در تولید اقتصادی این ریزجلبک موجب افزایش زیست توده، خلوص و میزان فایکوسیانین تولیدی شود. 

Optimization of light conditions by affecting the growth and production of C-Phycocyanin in Spirulina platensis microalgae

Spirulina microalgae are a rich source of protein and valuable biological compounds. One of the most important Spirulina microalgae pigments is phycocyanin. Phycocyanin is widely used in industries as a natural blue pigment and it’s also an effective antioxidant. In order to improve phycocyanin production as well as Spirulina growth, by autotrophic cultivation considering that autotrophic cultivation depends mainly on the source of light with different wavelength distribution and intensity and also access of the Spirulina microalgae to nutrients ingredient in culture medium. Given that phycocyanin is a photosynthetic pigment, and a component of light-harvesting (antenna) complexes, the rate and efficiency of the photosynthetic activity is important in the production of phycocyanin. In this study, the molecular 16srRNA identification of spirulina strains was performed. The best strain (Arthrospira platensis NIES-39) in terms of biomass and phycocyanin production was selected from five spirulina strains. The effect of different super Light Emitting Diode (LED) emitting white, red and blue as a light source in terms of biomass and phycocyanin production in Arthrospira platensis NIES-39 were compared, and the results showed that white super LED had the best performance significantly in terms of biomass production (4.71 g/l) and the highest concentration of phycocyanin (0.316 mg/ml). But the purity of phycocyanin produced by blue super LED (1.04) was significantly higher than white super LED (0.77) and others. The results also showed that the use of combined wavelengths of white and red super LEDs in the growth stages of Arthrospira platensis NIES-39 compared to the use of only each ones increased the growth rate of algae and three-day shortening the growth period to achieve the maximum biomass (4.67 g/l). As a general result, it can be said that the use of super LED could increase the biomass, purity and amount of phycocyanin produced in the economic production of this microalgae.