Évaluation de l’effet des facteurs de croissance sur la production de chlorophylles A et B à partir de microalgues

Résumé

La présente étude met en évidence les avantages de l’utilisation de la méthode développée par Jeffrey et Humphrey pour extraire et quantifier les pigments liposolubles des microalgues. Cette méthode constitue un outil précieux pour évaluer l’influence des facteurs de croissance sur la production de chlorophylle et le contenu cellulaire de ces organismes.

Résumé

Les microalgues contiennent deux grands groupes de pigments : les chlorophylles et les caroténoïdes. La chlorophylle est un pigment vert qui absorbe l’énergie lumineuse et la transforme en énergie chimique pour faciliter la synthèse des composés organiques. Ce pigment constitue une source primaire précieuse pour les intrants biotechnologiques dans les industries alimentaire, pharmaceutique et cosmétique en raison de ses propriétés antioxydantes élevées et de ses capacités colorantes. L’objectif de cette recherche était d’évaluer l’effet des facteurs de croissance (concentration en CO₂ , couleur de la lumière et intensité lumineuse) à travers un plan expérimental de Taguchi L₄ sur la croissance cellulaire et le contenu cellulaire des chlorophylles a et b chez Chlorella sorokiniana, suivi d’une validation de la méthode à l’aide d’Haematococcus pluvialis les microalgues comme modèle d’étude supplémentaire. La croissance cellulaire a été quantifiée à l’aide de la technique spectrophotométrique de densité optique à une longueur d’onde de 550 nm. Pour la quantification des chlorophylles, un extrait cellulaire a été obtenu à l’aide d’une solution d’acétone pure à 90 %, puis les concentrations de chlorophylles a et b ont été quantifiées à l’aide de techniques spectrophotométriques aux longueurs d’onde de 647 nm et 664 nm, selon la méthode décrite par Jeffrey et Humphrey. Les résultats expérimentaux ont indiqué que le contrôle des conditions de faible ajout de CO₂ , de lumière violette et de faible intensité lumineuse augmente à la fois la croissance cellulaire et la concentration de chlorophylles a et b dans les cellules. La mise en œuvre de cette méthode de quantification de la chlorophylle permet une détermination rapide, simple et précise de la teneur en chlorophylle, car les longueurs d’onde utilisées se situent aux pics d’absorbance des deux types de chlorophylles, ce qui rend cette technique facilement reproductible pour toutes les microalgues étudiées.

Introduction

Ces dernières années, les problèmes environnementaux croissants causés par les activités anthropiques et leurs effets néfastes sur la santé et l’équilibre des écosystèmes ont conduit à la recherche de systèmes de production plus efficaces et plus respectueux de l’environnement. Cela a accéléré les processus dans les industries et favorisé la mise en œuvre de traitements de biorestauration et le développement de biocomposés pour atténuer ces effets néfastes¹.

Ce contexte a conduit à un essor significatif de l’étude des microalgues, poussé par la nécessité de trouver des solutions inno....

Protocole

1. Préparation du milieu de culture et préparation de l’inoculum

1. Préparez 1 L de milieu de croissance 3N-BBM+ V(CCAP) (macronutriments : NaNO₃ [0,75 g ^L-1], CaCl₂ [0,019 g ^L-1], MgSO₄ [0,019 g ^L-1], K₂HPO₄ [0,057 g ^L-1], NaCl [0,025 g ^L-1], KH₂PO₄ [0,175 g ^L-1] ; oligo-éléments : Na₂ EDTA [0,0186 g ^L-1], FeCl₃ [0,0024 g ^L-1], MnCl₂ [0,001 g ^L-1], ZnCl₂ [1,25 x ^10-4 g ^L-1

Résultats

Pour observer l’efficacité de la technique de détection des variations de la concentration cellulaire de chlorophylle et évaluer l’effet des facteurs de croissance chez C. sorokiniana, un plan expérimental Taguchi L₄ a été établi, évaluant l’ajout de volume de CO₂ , la couleur de la lumière et l’intensité de la lumière. Chaque facteur a été évalué à des niveaux faibles et élevés, comme le montre le tableau 1, dans les conditions définies par le plan d’expérience au .......

Discussion

L’étude comparative entre H. pluvialis et C. sorokiniana a révélé des différences significatives dans la dynamique de production de chlorophylle. Alors que H. pluvialis a montré une diminution de la concentration de chlorophylle tout au long de l’expérience, C. sorokiniana a montré une augmentation constante. De plus, il y avait initialement une proportion plus faible de chlorophylle a chez les deux espèces, mais ce rapport s’est inversé dans .......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
C3H6O	Meyer	67-64-1	Acétone Tube à 90%
15 mL	Biologix	10-9502	Tube à essai
2510-DTH	Branson	D-73595	Sonicator
5 mL bouchon à vis tube à essai	Kimax	45066-13100	Tube à
essai 50 mL tube à centrifuger	Biologix	10-9151	Tube à essai
Feuille d’aluminium	Reynolds	611 standard, 12" x 1000 pieds	Couvercle de tube à essai  ;
CaCl2	Meyer	0925-250	Centrifugeuse de chlorure de calcium
;	Centrifugeuse Dynamica	14 R	Réfrigérée
CoCl2	Merck	1057-100	Dichlorure de cobalt
FeCl3	Merck	157740	Chlorure de fer(III)
K2HPO4	Meyer	2051-250	Phosphate dipotassique
KH2PO4	Meyer	2055-250	Phosphate monopotassique
MgSO4	Meyer	1605-250	Micropipette au sulfate de magnésium
	Modèle LabNet	Micropipette	Beta-Pette
MnCl2	Merck	429449	Chlorure de manganèse(II)  ;
Na2 EDTA  ;	Merck	200-449-4	Edatamil, Edetato, Sel disodique Dihydraté
Na2MoO4	Merck	243655	Molybdate de sodium
NaCl	Meyer	2365-500	Chlorure de sodium
NaNO3	Meyer	2465-250	Nitrate de sodium
RGB Bande LED	Steren	GAD-LED2	Light source
Spectrophotomètre	PerkinElmer	Modèle Lambda35	Spectrophotomètre
Spectroradiomètre	Gigahertz-Optik	modèle BTS256
Vortex	Scientific Industries	Vortex-Genie® ; 2	Vortex
ZnCl2	Merck	208086	Chlorure de zinc