Αξιολόγηση της σύστασης μικροφυκών για βιοτεχνολογικές εφαρμογές και μελέτη της παραγωγής φυκοκυανίνης του κυανοβακτηρίου Phormidium sp.

• Κύριος συγγραφέας: Ντισπυράκη, Ζαχαρένια
• Άλλοι συγγραφείς: Ntispyraki, Zacharenia
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Φυκοκυανίνη; Αυτότροφη; Ετερότροφη; Μιξότροφη; Phycocyanin; Phormidium; Autotrophic; Heterotrophic; Mixotrophic

Η εξάντληση των φυσικών πόρων, σε συνδυασμό με τη ραγδαία κλιματική αλλαγή των τελευταίων ετών, έχουν στρέψει το παγκόσμιο ενδιαφέρον στην εύρεση άλλων πηγών χρήσιμων προϊόντων. Τα μικροφύκη και τα κυανοβακτήρια παράγουν πολύτιμα μεταβολικά προϊόντα, χρήσιμα για τον άνθρωπο. Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας, είναι η αποτελεσματική αξιοποίηση της σύστασης μικροφυκών για βιοτεχνολογικές εφαρμογές, καθώς και η μελέτη της παραγωγής της φυκοκυανίνης, μιας χρωστικής ουσίας, η οποία είναι παράλληλα ισχυρό αντιοξειδωτικό. Πιο συγκεκριμένα, μελετήθηκαν τρία είδη μικροφυκών, σε διαφορετικές συνθήκες αλατότητας και φωτισμού. Αρχικά, παρατηρείται ότι το Tetraselmis red ευνοείται από τη χαμηλή αλατότητα και υπό υψηλή ένταση φωτός (20 XL), καθώς συγκεντρώνει το μεγαλύτερο ποσοστό πρωτεΐνης (44%) και υδατανθράκων (29%). Το Dunaliella salina αναπτύσσεται καλύτερα υπό υψηλή ένταση φωτισμού αλλά μέτρια αλατότητα(40 XL), όπου παράγει 31% πρωτεΐνες και 41% υδατάνθρακες. Τέλος, το Phormidium sp. φαίνεται να το ευνοούν οι συνθήκες χαμηλής αλατότητας και υψηλής έντασης φωτισμού (20 XL). Παράγει 55% πρωτεΐνες και 35% υδατάνθρακες. Στο δεύτερο μέρος της παρούσας διπλωματικής εργασίας, γίνεται χρήση τριών διαφορετικών αντιδραστήρων (ετερότροφος, αυτότροφος, μιξότροφος), όπου καλλιεργείται το κυανοβακτήριο Phormidium sp. O ετερότροφος και ο μιξότροφος τροφοδοτούνται με 5 και 1 g/L γλυκόζης, αντίστοιχα. Παρέχεται φωτισμός μόνο στον αυτότροφο και στο μιξότροφο με ένταση 15 μmol φωτονίων 1/m^2 s. Με τις αναλύσεις, που γίνονται, παρατηρείται ότι η ετερότροφη καλλιέργεια δεν παράγει καθόλου χρωστικές, ενώ οι άλλοι δυο παράγουν εκτός από χλωροφύλλη α, β, καροτενοειδή και φυκοκυανίνη, 6.28 και 6.5 μg m/L, αντίστοιχα. Αξίζει να σημειωθεί ότι στην μιξότροφη καλλιέργεια παράγεται η ίδια ποσότητα φυκοκυανίνης με την αυτότροφη καλλιέργεια στο μισό χρόνο. Επιπλέον, στην αυτότροφη και μιξότροφη καλλιέργεια, παρατηρείται ότι ο φωσφόρος δεν προκάλεσε συνθήκες περιορισμού στην καλλιέργεια, αφού βλέπουμε μία σχετικά μικρή μείωση, μάλλον λόγω του αυτότροφου μεταβολισμού των κυττάρων. Αντίθετα, στην ετερότροφη καλλιέργεια, απουσία φωτός, παρατηρείται σταδιακή μείωση σε ποσοστό περίπου 74% και επίσης, ότι στο τέλος της καλλιέργειας υπάρχει μικρή αύξηση, πιθανώς λόγω της λύσης των κυττάρων και της έκκρισης ενώσεων φωσφόρου από το εσωτερικό τους στο περιβάλλον. Στην ξηρή βιομάζα της ετερότροφης καλλιέργειας, οι υδατάνθρακες είναι το συστατικό της βιομάζας που υπερέχει σε σχέση με τα υπόλοιπα (43.02%), αλλά υψηλό ποσοστό έχουν επίσης και οι πρωτεΐνες (37.24%). Στην αυτότροφη καλλιέργεια, οι πρωτεΐνες είναι το συστατικό της βιομάζας που υπερέχει καθώς έχει ποσοστό 25.6%, και σε δεύτερη θέση βρίσκονται οι υδατάνθρακες (26.29%). Τέλος, στην μιξότροφη καλλιέργεια, οι πρωτεΐνες έχουν το υψηλότερο ποσοστό (38.85%), αλλά σε υψηλό ποσοστό βρίσκονται επίσης και οι υδατάνθρακες (30%). Σε καμία καλλιέργεια του Phormidium sp. δεν παρατηρήθηκε αξιοσημείωτη συσσώρευση λιπαρών οξέων. Συμπερασματικά, οι συνθήκες της καλλιέργειας καθορίζουν την σύσταση της βιομάζας που παράγεται και κατά συνέπεια την μετέπειτα βιοτεχνολογική τους αξιοποίηση.