Ocena wpływu czynników wzrostu na produkcję chlorofilów a i b z mikroalg

Podsumowanie

Niniejsze badanie podkreśla zalety stosowania metody opracowanej przez Jeffreya i Humphreya do ekstrakcji i ilościowego oznaczania rozpuszczalnych w tłuszczach pigmentów z mikroalg. Metoda ta służy jako cenne narzędzie do oceny wpływu czynników wzrostu na produkcję chlorofilu i zawartość komórkową w tych organizmach.

Streszczenie

Mikroalgi zawierają dwie główne grupy pigmentów: chlorofile i karotenoidy. Chlorofil to zielony pigment, który pochłania energię świetlną i przekształca ją w energię chemiczną, aby ułatwić syntezę związków organicznych. Pigment ten służy jako cenne podstawowe źródło biotechnologicznych produktów wejściowych w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i kosmetycznym ze względu na swoje wysokie właściwości przeciwutleniające i zdolności barwiące. Celem tych badań była ocena wpływu czynników wzrostu (stężenie_CO2, barwa światła i natężenie światła) poprzez projekt eksperymentalny Taguchi L₄ na wzrost komórek i zawartość komórkową chlorofilu a i b w Chlorella sorokiniana, a następnie walidacja metody z wykorzystaniem Haematococcus pluvialis mikroalgi jako dodatkowy model badawczy. Wzrost komórek określono ilościowo za pomocą techniki spektrofotometrycznej gęstości optycznej przy długości fali 550 nm. Do ilościowego oznaczania chlorofili ekstrakt komórkowy otrzymano przy użyciu 90% czystego roztworu acetonu, a następnie stężenia chlorofili a i b oznaczono ilościowo za pomocą technik spektrofotometrycznych przy długościach fal 647 nm i 664 nm, zgodnie z metodą opisaną przez Jeffreya i Humphreya. Wyniki eksperymentów wykazały, że warunki kontrolne o niskim dodatku CO₂ , fioletowym świetle i niskim natężeniu światła zwiększają zarówno wzrost komórek, jak i stężenie chlorofili a i b w komórkach. Wdrożenie tej metody kwantyfikacji chlorofilu pozwala na szybkie, proste i precyzyjne określenie zawartości chlorofilu, ponieważ stosowane długości fal znajdują się na pikach absorbancji obu typów chlorofilów, dzięki czemu technika ta jest łatwa do odtworzenia dla wszystkich badanych mikroglonów.

Wprowadzenie

W ostatnich latach, narastające problemy środowiskowe spowodowane działalnością antropogeniczną i jej negatywnym wpływem na zdrowie i równowagę ekosystemów napędzały poszukiwania bardziej wydajnych i przyjaznych dla środowiska systemów produkcji. Przyspieszyło to procesy w przemyśle i sprzyjało wdrażaniu zabiegów bioremediacji oraz rozwojowi biozwiązków w celu złagodzenia tych szkodliwych skutków¹.

Ten kontekst doprowadził do znacznego wzrostu badań nad mikroalgami, napędzanego potrzebą znalezienia innowacyjnych rozwiązań dla obecnych wyzwań środowiskowych i ekonomicznych. Mikroalgi rozwijają się w środowisku wodnym,....

Protokół

1. Przygotowanie pożywek hodowlanych i przygotowanie inokulum

1. Przygotować 1 l pożywki 3N-BBM+ V(CCAP) (makroelementy: 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]; mikroelementy: 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], CoCl₂ [5 x ^10-5 g ^L-1

Wyniki

Aby zaobserwować skuteczność techniki wykrywania zmian w komórkowej koncentracji chlorofilu oraz ocenić wpływ czynników wzrostu na C. sorokiniana, opracowano plan eksperymentalny Taguchiego L₄, oceniając dodatek objętości CO₂, barwę światła oraz natężenie światła. Każdy czynnik oceniano na poziomie niskim i wysokim, jak pokazano w Tabeli 1, w warunkach określonych przez plan eksperymentalny w Tabeli 2.

Po zakończeniu procesu eksp.......

Dyskusja

Badania porównawcze H. pluvialis i C. sorokiniana wykazały istotne różnice w dynamice produkcji chlorofilu. Podczas gdy H. pluvialis wykazywał spadek stężenia chlorofilu przez cały czas trwania eksperymentu, C. sorokiniana wykazywała stały wzrost. Dodatkowo, początkowo występował mniejszy udział chlorofilu a u obu gatunków, ale stosunek ten odwrócił się w określonych warunkach wzrostu, co może wskazywać na indukcję produkcji wspomnianych chlorofili poprzez selektywność lub eks.......

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
C3H6O	Meyer	67-64-1	Aceton 90%
15 mL probówka	Biologix	10-9502	Probówka
2510-DTH	Branson	D-73595	Sonicator
5 ml probówka z nakrętką	Kimax	45066-13100	Probówka
50 ml Probówka	Biologix	10-9151	Probówka
Folia	aluminiowa Reynolds	611 standard, 12" x 1000 stóp	Pokrywa probówki
CaCl2	Meyer	0925-250	Wirówka chlorku wapnia
	Dynamica	14 R	Wirówka chłodzona
CoCl2	Merck	1057-100	Dichlorek kobaltu
FeCl3	Merck	157740	Chlorek żelaza(III)
K2HPO4	Meyer	2051-250	Fosforan dipotasu
KH2PO4	Meyer	2055-250	Fosforan monopotasowy
MgSO4	Meyer	1605-250	Mikropipeta siarczanu magnezu
	LabNet	Model Beta-Pette	Mikropipeta
MnCl2	Merck	429449	Chlorek manganu(II)
Na2 EDTA	Merck	200-449-4	Edatamil, Edetato Sól disodowa dwuwodzian
Na2MoO4	Merck	243655	Molibdenian sodu
NaCl	Meyer	2365-500	Chlorek sodu
NaNO3	Meyer	2465-250	z azotanu sodu
	Steren	-LED2	Light źródło
Spektrofotometr	PerkinElmer	Model Lambda35	Spektrofotometr
Spektroradiometr	Gigahertz-Optik	model BTS256
Vortex	Scientific Industries	Vortex-Genie® 2	Vortex
ZnCl2	Merck	208086	Chlorek

Taśma LED RGB