تاثیرگلوکز بعنوان منبع کربنی بر رشد توده زیستی و تولید رنگدانه از ریزجلبک spirulina maxima

امروزه استفاده از رنگدانه های طبیعی به دلیل کاربرد زیاد مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. spirulina maxima منبع غنی از پروتئین و رنگدانه است. بهینه سازی رشد و تولید رنگدانه های متابولیتی با تغییر غلظت و انتخاب روش مناسب افزودن گلوگز به محیط کشت امر مهمی است. در پژوهش حاضر تاثیر گلوکز بعنوان منبع کربنی مازاد و جایگزین محیط کشت زاروک در غلظت های مختلف (5/1 ،1 ، 5/0 ،0 گرم بر لیتر) بر رشد توده زیستی و تولید رنگدانه های فیکوبیلی پروتئینی، کارتنوئید و کلروفیل طی 7 روز کشت مورد بررسی قرار گرفت. کشت در قالب 8 تیمار (4 تیمار حاوی منبع کربنی مازاد و 4 تیمار حاوی منبع کربنی جایگزین) با 3 تکرار در دمای آزمایشگاه، شدت نوردهی 2±24 میکرومول بر مترمربع بر ثانیه با نوردهی 24 ساعته انجام گردید. حداکثر ضریب رشد ویژه و زمان دوبرابر شدن مطابق با روش مدل سازی غیرخطی با کمک نرم افزار wolfram mathematic محاسبه گردید. بالاترین غلظت سلولی ریزجلبک (40/2 گرم بر لیتر) و ضریب رشد ویژه آن (47/0 یک بر روز) از محیط کشت با منبع گلوکز مازاد در بالاترین غلظت اولیه بدست آمد که این میزان 65/1 برابر بیشتر از زمانی بوده که گلوکز بعنوان منبع کربنی جایگزین افزوده گردید و 3/3 برابر بیشتر از نمونه شاهد بود. نتایج حاکی از آن است که غلظت های پایین گلوکز باعث افزایش توده زیستی ریزجلبک و رنگیزه های فتوسنتزی آن نمی شود در حالی که غلظت بالا گلوکز (5/1 گرم بر لیتر) باعث افزایش توده زیستی و تجمع کلرفیل a و کارتنوئید در ریزجلبک می شود هرچند تاثیر مثبتی بر سنتز فیکوبیلی پروتئینی ندارد. اگرچه بالاترین غلظت گلوکز بعنوان منبع کربنی مازاد بهترین نتایج رشدزیست توده، استخراج رنگدانه کلروفیل a و کارتنوئید را نسبت به منبع کربنی جایگزین به ثمر داشت اما تجمع بیش از حد زیست توده سبب کاهش نفوذ نور به داخل محیط کشت و تولید رنگدانه فیکوبیلی پروتئینی طی روزهای نهایی کشت شد. البته افزودن گلوکز چه بعنوان منبع کربنی مازاد و چه به صورت منبع کربنی جایگزین تاثیرات بسزایی بر تولید رنگدانه فیکوبیلی پروتئینی ندارد.

Influence of glucose on biomass growth and pigment production from Spirulina maxima microalga

Nowadays, the uses of natural colors attract the attention of many researchers due to its high applications. Spirulina maxima is a rich source of proteins and pigments. Thus, it is vital to optimize the production of biomass and pigments to choose appropriate concentration and method of adding glucose. In this paper, the impact of alternative and additive glucose in Zarrouk’s medium at various concentrations (0, 0.5, 1 and 1.5 gL1) on biomass and pigments production like phycobilioproteins, carotenoid and chlorophyll was investigated during the 7 days of cultivation. Microalga was grown in 8 treatments (4 treatment as an additive and 4 treatment as an alternative carbon source) with 3 replications in laboratory temperature and light intensity of 24 ± 2 µmoles/m2/s (24 hours exposuretime). Maximum specific growth rate and doubling time were calculated using nonlinear modeling by WolframMathematical software. The highest cell concentration (2.39 gL1) and specific growth rate (0.47 day1) were obtained from additive glucose source at the highest initial concentration that was 2 times higher than when the glucose was added as an alternative source and 3.3 times higher than the control treatment. As a result, low concentrations of glucose have not caused growth in biomass and photosynthetic pigments production as well as the highest concentration of glucose. In addition, glucose concentration of 1.5 gL1 could increase the biomass of Spirulina maxima, the content of carotenoid and chlorophyll a, but has no positive effect on the increase of phycobilioproteins content. Compared with glucose as an alternative source, additive glucose with the highest initial concentration of glucose has shown the highest biomass growth, chlorophyll a and carotenoid production. On the other hand, high accumulation of biomass has reduced light penetration in culture medium and phycobilioproteins production during the last cultivation days. Moreover, adding glucose as an additive and alternative carbon source have not a significant effect on the production of phycobilioproteins pigment.