Спосіб культивування спіруліни spirulina platensis (nordst.) geitl

Спосіб культивування спіруліни Spirulina platensis (Nordst.) Geitl, що включає приготування середовища у вигляді розчину мікроелементів і солей, які містять іони кальцію, заліза, магнію, що попередньо хелатують ЕДТА, який відрізняється 3 37571 При культивуванні спіруліни з використанням відомого середовища не відбувається утворення осаду, однак висока вартість гідрокарбонату натрію впливає на економічну ефективність процесу культивування. В основу корисної моделі «Спосіб культивування Spirulina platensis (Nordst.) Geitl» поставлена задача шляхом використання більш економічного джерела вуглецю знизити вартість процесу культивування. Спосіб реалізується таким чином. При приготуванні середовища гідрокарбонат натрію заміняють на гідроксид натрію. Солі, що містять іони кальцію, заліза, магнію попередньо хелатують 0,25г/л ЕДТА і цю суміш додають у розчин, що містить 0,2г/л NaOH. Джерелом неорганічного вуглецю для мікроводоростей служить вуглекислий газ, асимільований розчином з повітря, для чого при культивуванні здійснюють барботаж середовища при швидкості подачі повітря 260-700мл/хв на 0,5л. Початкова щільність мікроводоростей складає не більше 0,12м АСР.л-1. У середовищі Заррука основним інгредієнтом є сода, що значною мірою визначає вартість одержуваної продукції. Відомо, що процес росту спіруліни супроводжується значним підвищенням рН. Автором було встановлено, що при підвищенні рН протягом перших 2 діб відбувається зниження рівня гідрокарбонатів вдвічі і накопичення великої 4 кількості карбонатів у середовищі. Процес зниження основного джерела вуглецю для спіруліни (гідрокарбонату-іона) відбувається не тільки за рахунок його використання мікроводорістю, але й за рахунок зрушення карбонатної рівноваги і переходу значної частини гідрокарбонатів у карбонати. Тільки за рахунок цього переходу втрати соди можуть скласти до 40% при рН»10. У той же час, при зсуві рН середовища в лужну сторону в умовах безупинного барботажу, додатковим джерелом вуглецю стає СО2 повітря за рахунок утворення в середовищі додаткових гідрокарбонатів. Автором була вивчена можливість росту спіруліни на середовищі Заррука при використанні як джерела вуглецю тільки СО2 барботуємого повітря. Із середовища Заррука був виключений гідрокарбонат натрію, а для забезпечення високої лужності був внесений гідроксид натрію, у кількості, достатньої для створення рН середовища 11,0. Високі значення рН були задані для поліпшення розчинення СО2 повітря в середовищі. У ході подальших досліджень у модифікованому середовищі Заррука була збільшена вихідна концентрація ЕДТА і внесені зміни в порядок приготування живильного розчину. Модифіковане по вуглецю середовище Заррука: Компоненти г/л Nao EDT A - - - - - - - - - - - - - - - CaCl2 - - - - - - - - - - - - - - - FeSO4 ´ 7H2 O - - - - - - - - - - MgSO4 ´ 7H2 O - - - - - - - - - - 0.2 -0.25 ü ï - 0.04ï ý 25ці солі розчиняют ьокремо - 0.01ï - 0 .2 ï þ K2HPO4 NaNO3 K2SO4 NaCl Розчин мікроелементів Склад розчину мікроелементів г/л H3BO3 MnCl2x4H2 O ZnSO4 x7H2O CuSO4x5H2O MoO3 NH4VO 4 K2Cr(SO4)4 x24H2O NiSO4x7H2O Na2WO4 x2H2O Ti(SO4)3 Co(NO3)2x6H2O Було встановлено, що при швидкості барботажу 260мл×хв.-1, культури на середовищі Заррука і на пропонованому середовищі росли, практично, однаково (див. Фіг.1). Збільшення кількості повітря, що пропускається через суспензію мікро водоростей, до 700мл×хв.-1 мало позначалось на середній продуктивності спіруліни і складала 0,26-0,28г АСР×л-1.діб-1 у всі х варіантах. При зменшенні швидкості барботажу спостерігалося зниження продуктивності спіруліни щодо контролю. Оскільки ріст 0.5 2.5 1.0 1.0 1(мл/л) 2.86 1.81 0.222 0.08 0.015 0.02296 0.096 0.0478 0.01794 0.04 0.044 спіруліни прямо зв'язаний з концентрацією гідрокарбонат-іонів у середовищі, початкова щільність культури повинна бути не вище 0,12г АСР л-1. Більш висока початкова щільність культури приводить до подовження лаг-періоду вирощування мікро водорості. На Фіг.1 представлена Динаміка щільності біомаси S. platensis, на середовищі Заррука і пропонованому середовищі при різній швидкості барботажу. На Фіг.2 - Динаміка щільності біомаси S. 5 37571 6 platensis у накопичувальній культурі на двох типах дрокарбонат- чи карбонат-іон) визначається велисередовищ. чиною рН, а концентрація безпосередньо зв'язана Приклади реалізації способу. з площею зіткнення живильного з середовища Приклад 1 повітрям тобто зі швидкістю барботажу. Спіруліну культивували, використовуючи проПриклад 2 поновані спосіб і середовище, а як контроль заСпіруліну культивували в умовах, описаних у стосовували класичне середовище Заррука. КульПрикладі 1, але при барботаже повітрям зі швидкітуру спіруліни попередньо адаптували до стю 770мл×хв.-1. середовищ. Вирощування проводили в 1-літрових З наведених прикладів випливає, що максиколбах з об'ємом суспензії 550мл з барботажем муми біомаси і продуктивності на обох середовиповітря зі швидкістю 260мл×хв-1, температурі 25ща х були подібні (2,10-2,18г АСР л-1 і 0,30-0,33г 27°С, освітленості 3,7-4,0кЛк. Вміст абсолютної АСР×л-1×діб-1, відповідно) (див. Фіг.2). сухої речовини (АСР) у літрі суспензії визначали Була проведена порівняльна оцінка ростових і фотометричним методом (Мінюк і ін., 2000). Пробіохімічних показників спіруліни при вирощуванні поноване середовище мало рН близько 11. Після на середовищі Заррука і пропонованому середовнесення інокуляту протягом першої доби спостевищі. Біологічну цінність отриманої біомаси харакрігалося зниження рН до 10,5. За період росту цей теризують такі показники, як вміст білка і пігментів показник не перевищував 11-11,5. Джерелом вугантиоксидантного комплексу (хлорофілу а, Слецю для мікроводоростей був вуглекислий газ фікоцианіну і каротиноїдів), (табл.1). повітря, що переходить у розчин, завдяки лужній реакції останнього. Іонна форма вуглекислоти (гіТаблиця 1 Вміст білка і пігментів у біомасі S. platensis в залежності від складу живильного середовища Компоненти хімічного складу Білок Хлорофіл а С-фікоцианін Каротиноїди Концентрація в біомасі (% АСР) Середовище Заррука Пропоноване середовище 46,58±0,440 45,94±0,770 1,11±0,007 0,92±0,002 7,20±0,080 6,81±0,004 0,45±0,036 0,40±0,017 Переваги способу полягають у тім, що культивування спіруліни з використанням пропонованих умов культивування і середовища не приводить до погіршення біохімічних показників біомаси, але дозволяє зменшити вартість живильного середовища, що веде до зниження собівартості процесу культивування на 30-40%. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 37571 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601