Bewertung der Wirkung von Wachstumsfaktoren auf die Produktion von Chlorophyllen a und b aus Mikroalgen

Zusammenfassung

Die vorliegende Studie unterstreicht die Vorteile des Einsatzes der von Jeffrey und Humphrey entwickelten Methode zur Extraktion und Quantifizierung fettlöslicher Pigmente aus Mikroalgen. Diese Methode dient als wertvolles Instrument, um den Einfluss von Wachstumsfaktoren auf die Chlorophyllproduktion und den zellulären Gehalt in diesen Organismen zu beurteilen.

Zusammenfassung

Mikroalgen enthalten zwei Hauptgruppen von Pigmenten: Chlorophylle und Carotinoide. Chlorophyll ist ein grünes Pigment, das Lichtenergie absorbiert und in chemische Energie umwandelt, um die Synthese organischer Verbindungen zu erleichtern. Dieses Pigment dient aufgrund seiner hohen antioxidativen Eigenschaften und Färbeeigenschaften als wertvolle Primärquelle für biotechnologische Einsatzstoffe in der Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie. Das Ziel dieser Forschung war es, die Wirkung von Wachstumsfaktoren (CO₂ -Konzentration, Lichtfarbe und Lichtintensität) durch ein Taguchi L 4-Versuchsdesign auf das Zellwachstum und den zellulären Gehalt an Chlorophyll a und b in Chlorella sorokiniana zu bewerten, gefolgt von der Validierung der Methode mit Haematococcus pluvialis Mikroalgen als zusätzliches Studienmodell. Das Zellwachstum wurde mit Hilfe der optischen Dichtespektrophotometrie bei einer Wellenlänge von 550 nm quantifiziert. Für die Quantifizierung der Chlorophylle wurde ein Zellextrakt unter Verwendung einer 90%igen reinen Acetonlösung gewonnen, und anschließend wurden die Konzentrationen der Chlorophylle a und b mit spektrophotometrischen Techniken bei Wellenlängen von 647 nm und 664 nm gemäß der von Jeffrey und Humphrey beschriebenen Methode quantifiziert. Die experimentellen Ergebnisse zeigten, dass die Kontrolle der Bedingungen mit geringer CO₂ -Addition, violettem Licht und geringer Lichtintensität sowohl das Zellwachstum als auch die Konzentration der Chlorophylle a und b in den Zellen erhöht. Die Implementierung dieser Chlorophyll-Quantifizierungsmethode ermöglicht eine schnelle, einfache und präzise Bestimmung des Chlorophyllgehalts, da die verwendeten Wellenlängen an den Absorptionsspitzen beider Arten von Chlorophyllen liegen, wodurch diese Technik für alle untersuchten Mikroalgen leicht reproduzierbar ist.

Einleitung

In den letzten Jahren haben die zunehmenden Umweltprobleme, die durch anthropogene Aktivitäten verursacht werden, und ihre negativen Auswirkungen auf die Gesundheit und das Gleichgewicht der Ökosysteme die Suche nach effizienteren und umweltfreundlicheren Produktionssystemen vorangetrieben. Dies hat die Prozesse in der Industrie beschleunigt und die Umsetzung von Bioremediationsbehandlungen und die Entwicklung von Bioverbindungen zur Abschwächung dieser schädlichen Auswirkungen gefördert¹.

Dieser Kontext hat zu einem deutlichen Wachstum der Erforschung von Mikroalgen geführt, angetri....

Protokoll

1. Vorbereitung von Nährmedien und Inokulum

1. Bereiten Sie 1 l 3N-BBM+ V(CCAP)-Wachstumsmedium vor (Makronährstoffe: 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]; Mikronährstoffe: 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....

Diskussion

Die vergleichende Studie zwischen H. pluvialis und C. sorokiniana zeigte signifikante Unterschiede in der Dynamik der Chlorophyllproduktion. Während H. pluvialis während des gesamten Experiments eine Abnahme der Chlorophyllkonzentration zeigte, zeigte C. sorokiniana einen stetigen Anstieg. Zusätzlich gab es anfänglich einen geringeren Anteil an Chlorophyll a in beiden Spezies, aber dieses Verhältnis kehrte sich unter bestimmten Wachstumsb.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
C3H6O	Meyer	67-64-1	Acetone 90%
15 mL tube	Biologix	10-9502	Test tube
2510-DTH	Branson	D-73595	Sonicator
5 mL screw cap test tube	Kimax	45066-13100	Test tube
50 mL centrifuge tube	Biologix	10-9151	Test tube
Aluminum foil	Reynolds	611 standard, 12" x 1000 feet	Test tube cover
CaCl2	Meyer	0925-250	Calcium Chloride
Centrifuge	Dynamica	14 R	Centrifuge Refrigerated
CoCl2	Merck	1057-100	Cobalt dichloride
FeCl3	Merck	157740	Iron(III) Chloride
K2HPO4	Meyer	2051-250	Dipotassium Phosphate
KH2PO4	Meyer	2055-250	Monopotassium Phosphate
MgSO4	Meyer	1605-250	Magnesium Sulphate
Micropipette	LabNet	Model Beta-Pette	Micropipette
MnCl2	Merck	429449	Manganese(II) Chloride
Na2 EDTA	Merck	200-449-4	Edatamil, Edetato Disodium Salt Dihydrate
Na2MoO4	Merck	243655	Sodium Molybdate
NaCl	Meyer	2365-500	Sodium Chloride
NaNO3	Meyer	2465-250	Sodium Nitrate
RGB LED stripe	Steren	GAD-LED2	Light source
Spectrophotometer	PerkinElmer	Model Lambda35	Spectrophotometer
spectroradiometer	Gigahertz-Optik	model BTS256
Vortex	Scientific Industries	Vortex-Genie® 2	Vortex
ZnCl2	Merck	208086	Zinc Chloride