Siera sūkalu ietekme uz mikroaļģu miksotrofās kultivācijas gaitu un to biomasas sastāvu

Abstract

Mikroaļģes ir mikroorganisms, kura metabolītiem ir augsta pievienotā vērtība. Šī iemesla dēļ mikroaļģu izpēte un to augšanas apstākļu optimizācija, lai uzlabotu biomasas iznākumu vai iegūtu kādu mērķvielu, ir iemesls zinātnieku interesei. Pētījuma ietvaros tika veikta mikroaļģu kultūru Graesiella emersonii, Tetradesmus obliquus un Chromochloris zofingiensis izpēte spējai augt miksotrofos apstākļos. Kaut arī visas izvēlētās mikroaļģu kultūras spēja asimilēt laktozi miksotrofās kultivācijas apstākļos, tālākiem eksperimentiem tika virzīta G. emersonii mikroaļģe tās augstās β – galaktozidāzes aktivitātes dēļ. Eksperimentos tika noskaidrota optimālā laktozes koncentrācija barotnē, kas sastāda 10 g/L līdz 15 g/L. Iegūtos rezultātus tālāk implementēja, lai noteiktu optimālo siera sūkalu koncentrāciju. Tika konstatēts, ka barotnē ar 20% siera sūkalām nodrošina augstāku mikroaļģu biomasas sintēzi, salīdzinot ar fotoautotrofajiem kultivācijas apstākļiem. G. emersonii kultivējot 20% siera sūkalu barotnē pēc 24 dienām tika veikta cukuru un biomasas sastāva analīze. Kultivācijas beigās ieguva biomasas sauso svaru 2,43 ± 0,06 g/L, kas ir par 60,08% vairāk nekā fotoautotrofai kontrolei. Tika noskaidrots, ka veicot kultivāciju siera sūkalu barotnē, salīdzinot ar fotoautotrofajiem kultivācijas apstākļiem palielinās lipīdu par 44,56%, karatenoīdu par 78,93%, kā arī kopējā hlorofila par 21,04% saturs G. emersonii biomasā.

Microalgae is a micro-organism producing metabolites with high added value. For this reason, the study of microalgae and optimisation of their growth conditions to improve the biomass productivity or to obtain a target substance is a reason for the popularity of microalgae among scientists. Within this study, microalgal cultures of Graesiella emersonii, Tetradesmus obliquus and Chromochloris zofingiensis were evaluated for the ability to grow under mixotrophic conditions. While all microalgae showed the ability to grow under mixotrophic conditions, G. emersonii showed higher biomass and β – galactosidase activity and therefore has been directed for further research. In the experiments the optimal lactose concentration in the medium of 10 g/L to 15 g/L was ascertained. The results were further implemented to determine the optimum cheese whey concentration for mixotrophic cultivation. Cheese whey concentration of 20% was found to be the most appropriate to ensure the highest biomass productivity. A dynamic cultivation of G. emersonii in the cheese whey medium for 24 days and analyses of sugars in the media and biomass composition showed, that at the end of cultivation, the dry biomass weight was 2,43 ± 0,06 g/L, which is 60,08% higher than for photoautotrophic control. It has also been established that cultivation in the whey medium increases the amount of lipids by 44,56%, carotenoids by 78,93% total chlorophill by 21,04% in the biomass of the G. emersonii.