Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng đến sự sản xuất phycocyanin của vi tảo Spirulina trong pha tích lũy

##plugins.themes.academic_pro.article.main##

Author

  • Phan Nhật Trường, Từ Văn Thái Nguyên, Trần Thị Tường Vi, Trần Nguyễn Quỳnh Anh, Võ Văn Minh, Trịnh Đăng Mậu

Từ khóa:

Phycocyanin
Spirulina
chu kỳ quang
phổ ánh sáng

Tóm tắt

Nghiên cứu này đã được tiến hành để khảo sát ảnh hưởng của chu kỳ quang và phổ ánh sáng đến nồng độ phycocyanin - một hoạt chất có giá trị cao trong vi tảo Spirulina. Kết quả thí nghiệm chu kỳ quang cho thấy nồng độ phycocyanin lớn nhất khi được nuôi cấy trong điều kiện sáng:tối là 16:8, đạt 0,072 ± 0,001 mgPC/mL. Việc không có pha tối (24S:0T) hay pha tối dài (12S:12T và 8S:16T) đều không thích hợp cho việc nâng cao năng suất sản xuất phycocyanin. Về phổ ánh sáng, sử dụng ánh sáng LED đỏ dường như kích thích sự gia tăng hàm lượng phycocyanin trong dịch tảo cao hơn so với LED xanh và LED trắng tại cường độ 100 μmol photons/m2/s. Nồng độ phycocyanin cao nhất là 0,046 ± 0,001 mgPC/mL được ghi nhận sau 4 ngày tích lũy. Sự tăng lên về hàm lượng phycocyanin trong dịch tảo Spirulina ở cả hai thí nghiệm là do sự gia tăng về sinh khối tảo và đồng thời là sự tích lũy phycocyanin ở mạnh hơn ở mỗi tế bào. Đây là những kết quả có tính ứng dụng cao trong việc tăng năng suất sản xuất hợp chất thứ cấp phycocyanin trong tảo Spirulina.

Tài liệu tham khảo

    [1] A. Vonshak, Spirulina platensis arthrospira: physiology, cell-biology and biotechnology. CRC press, 1997.
    [2] N. T. Eriksen, “Production of phycocyanin-a pigment with applications in biology, biotechnology, foods and medicine”, Appl. Microbiol. Biotechnol., vol. 80, no. 1, pp. 1–14, 2008.
    [3] L. Barsanti and P. Gualtieri, Algae: anatomy, biochemistry, and biotechnology. CRC press, 2014.
    [4] N. N. Kim, H. S. Shin, H. G. Park, J. Lee, G.-S. Kil, and C. Y. Choi, “Profiles of photosynthetic pigment accumulation and expression of photosynthesis-related genes in the marine cyanobacteria Synechococcus sp.: Effects of LED wavelengths”, Biotechnol. Bioprocess Eng., vol. 19, no. 2, pp. 250–256, 2014.
    [5] C. Zarrouk, “Contribution a l’etude d’une Cyanophycee. Influence de Divers Facteurs Physiques et Chimiques sur la croissance et la photosynthese de Spirulina mixima.”, Thesis Univ. Paris Fr., 1966.
    [6] A. Bennett and L. Bogorad, “Complementary chromatic adaptation in a filamentous blue-green alga”, J. Cell Biol., vol. 58, no. 2, pp. 419–435, 1973.
    [7] A. Leduy and N. Therien, “An improved method for optical density measurement of the semimicroscopic blue green alga Spirulina maxima”, Biotechnol. Bioeng., vol. 19, no. 8, pp. 1219–1224, 1977.
    [8] R. C. Team, “R: A language and environment for statistical computing”, 2013.
    [9] J. M. Leema, R. Kirubagaran, N. V. Vinithkumar, P. S. Dheenan, and S. Karthikayulu, “High value pigment production from Arthrospira (Spirulina) platensis cultured in seawater”, Bioresour. Technol., vol. 101, no. 23, pp. 9221–9227, 2010.
    [10] A. Walter, J. C. de Carvalho, V. T. Soccol, A. B. B. de Faria, V. Ghiggi, and C. R. Soccol, “Study of phycocyanin production from Spirulina platensis under different light spectra”, Braz. Arch. Biol. Technol., vol. 54, no. 4, pp. 675–682, 2011.
    [11] S. Jensen and G. Knutsen, “Influence of light and temperature on photoinhibition of photosynthesis in Spirulina platensis”, J. Appl. Phycol., vol. 5, no. 5, pp. 495–504, 1993.
    [12] J. Seyfabadi, Z. Ramezanpour, and Z. A. Khoeyi, “Protein, fatty acid, and pigment content of Chlorella vulgaris under different light regimes”, J. Appl. Phycol., vol. 23, no. 4, pp. 721–726, 2011.
    [13] R. Bouterfas, M. Belkoura, and A. Dauta, “The effects of irradiance and photoperiod on the growth rate of three freshwater green algae isolated from a eutrophic lake”, Limnetica, vol. 25, no. 3, pp. 647–656, 2006.
    [14] R. L. Cuhel, P. B. Ortner, and D. R. Lean, “Night synthesis of protein by algae 1”, Limnol. Oceanogr., vol. 29, no. 4, pp. 731–744, 1984.
    [15] L. Wang, B. Pan, J. Sheng, J. Xu, and Q. Hu, “Antioxidant activity of Spirulina platensis extracts by supercritical carbon dioxide extraction”, Food Chem., vol. 105, no. 1, pp. 36–41, 2007.
    [16] H.-B. Chen et al., “Modeling on chlorophyll a and phycocyanin production by Spirulina platensis under various light-emitting diodes”, Biochem. Eng. J., vol. 53, no. 1, pp. 52–56, 2010.
    [17] K. Kim, D. Hoh, Y. Ji, H. Do, B. Lee, and W. Holzapfel, “Impact of light intensity, CO2 concentration and bubble size on growth and fatty acid composition of Arthrospira (Spirulina) platensis KMMCC CY-007”, Biomass Bioenergy, vol. 49, pp. 181–187, 2013.
    [18] E. Bland and L. T. Angenent, “Pigment-targeted light wavelength and intensity promotes efficient photoautotrophic growth of Cyanobacteria”, Bioresour. Technol., vol. 216, pp. 579–586, 2016.
    [19] V. M. Luimstra, J. M. Schuurmans, A. M. Verschoor, K. J. Hellingwerf, J. Huisman, and H. C. Matthijs, “Blue light reduces photosynthetic efficiency of cyanobacteria through an imbalance between photosystems I and II”, Photosynth. Res., vol. 138, no. 2, pp. 177–189, 2018.
    [20] K. A. Solhaug, L. Xie, and Y. Gauslaa, “Unequal allocation of excitation energy between photosystem II and I reduces cyanolichen photosynthesis in blue light”, Plant Cell Physiol., vol. 55, no. 8, pp. 1404–1414, 2014.
    [21] B. Piechulla and H. W. Heldt, Plant biochemistry. Academic Press, 2010.
    [22] S. Boussiba and A. E. Richmond, “C-phycocyanin as a storage protein in the blue-green alga Spirulina platensis”, Arch. Microbiol., vol. 125, no. 1, pp. 143–147, 1980.
    [23] T.-F. Chen, W.-J. Zheng, Y.-S. Wong, and F. Yang, “Selenium-induced changes in activities of antioxidant enzymes and content of photosynthetic pigments in Spirulina platensis”, J. Integr. Plant Biol., vol. 50, no. 1, pp. 40–48, 2008.
Xem thêm

##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##

Đã Xuất bản

Nov 30, 2021
Download
PDF
Cách trích dẫn
Phan Nhật Trường, Từ Văn Thái Nguyên, Trần Thị Tường Vi, Trần Nguyễn Quỳnh Anh, Võ Văn Minh, Trịnh Đăng Mậu. “Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng đến sự sản xuất Phycocyanin của Vi tảo Spirulina Trong Pha tích lũy”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 19, số p.h 11, Tháng Mười-Một 2021, tr 41-45, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/7613.

##plugins.themes.academic_pro.article.details##