نوع مقاله : پژوهشی- فارسی
نویسندگان
1 کارشناس ارشد تکثیر و پرورش آبزیان، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ایران
2 استادیار بهداشت و بیماریهای آبزیان، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ایران
3 استادیار بیوتکنولوژی آبزیان، پژوهشکده مطالعات دریاچه ارومیه، دانشگاه ارومیه، ایران
چکیده
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction:Identification of the optimum culture conditions of unicellular algae in different culture media is one of the most important steps required for industrial cultivation requirements of algae. Two microalgae Haematococcus sp. and Desmodesmus cunaetus, as valuable microalgae families, were newly isolated from inland of West Azerbaijan Province.
Materials and methods: In order to determine the best medium for these algae five different media (BM, RM, OHM, BBM and CHU) were studied for their growth rate and fatty acid content in a period of 12 days. To determine the growth rate, cell density and doubling time, counted daily done by Neubauer haemocytometer. The cells were harvested in the stationary phase to determine the fatty acid and protein content.
Results: The results of present study revealed the highest density (18.9 ± 0.68 ×105 cell.mL-1) and maximum specific growth rate (0.16 ± 0.06 day-1) in the microalgae Haematococcus sp. while using in OHM medium. The current study also depicted the maximum cell density (21.31 ± 1.11×105 cell.mL-1) and growth rate (0.17±0.06 day-1) of D.cunaetus in RM medium. In addition, the maximum content of PUFA (polyunsaturated fatty acid) and n-3/n-6 of both microalgae was found in the culture medium of BBM.
Discussion and conclusion: On the basis of our experimental results, we conclude that no clear parallel could be established between good nutritional characteristics of the biomass and mechanism of algae growth hence further research is demanded in this area. However, a compromise between the nutritional properties and growth of both microalgae could be achieved by the use of BBM medium, which provides good fatty-acid composition and adequate protein content as well as relatively high specific growth rate.
کلیدواژهها [English]
مقدمه
ریزجلبکها موجودات میکروسکوپی هستند که به طور گسترده در آبهای شیرین و شور یافت میشوند (1 و 2). تعدادی از این میکرواگارنیسمها به علت دارا بودن ترکیبات بدنی ارزشمند همانند: اسیدهای چرب، پروتئین، ویتامین و آنتیاکسیدانها به طور گسترده مطالعه و کشت صنعتی میشوند (3 و 4). این موجودات در آبزیپروری و در سالهای اخیر در صنایع غذایی (بیسکویت، ماکارونی و رنگدانههای غذایی)، دارویی (اسیدهای چرب ضروری و آنتیاکسیدانها) و انرژی (تولید سوخت زیستی) کاربرد فراوانی یافتهاند (5 و 6). رشد، فیزیولوژی و ارزش غذایی ریز جلبکها تحت تأثیر عاملهای متفاوت بیوتیک و غیر بیوتیک از جمله محیط کشت قرار دارد. اختلاف در تعیین ریز و درشت مغذیهای محیطهای کشت، تفاوت در میزان رشد، وضعیت بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی ریزجلبکها را به همراه دارد (7). پژوهشگران زیادی گزارش دادهاند که ارتباط زیادی بین مواد مغذی مورد استفاده در محیطهای کشت و ارزش غذایی ریزجلبکها وجود دارد (8 و 9). از اینرو در مقیاس تجاری به منظور دستیابی به بالاترین میزان بیومس و بهبود ارزش غذایی، استفاده از محیطهای کشت با ترکیبات مناسب ضروری است. در سالهای اخیر مطالعات گستردهای به منظور بهبود محیطهای کشت برای پرورش ریزجلبکها انجام شده است (7، 8 و 10). تأمین این ریزمغذیها در محیطهای کشت بیشتر بر اساس نیازمندیهای جلبکها و تحلیل زیستگاه طبیعی آنها انجام میشود. هماتوکوکوس و دسمودسموس کوناتئوس دوگونه مورد مطالعه از جمله جلبکهای بسیار مهم و کاربردی در آبزیپروری و صنایع مختلف هستند که پتانسیل خوبی برای پرورش با اهداف یاد شده دارند. اگرچه پرورش این جلبکها با معایب و مشکلاتی نیز همراه است. یکی از مشکلات اصلی پرورش این دو ریزجلبک به ویژه هماتوکوکوس نرخ رشد پایین آن است که در سالهای اخیر چندین مطالعه در این زمینه انجام شده است که میتوان به مطالعات فابرگاس[1] و همکاران در سال 2000 (8) و گوکسان[2] و همکاران در سال 2011 اشاره کرد (10). هماتوکوکوس[3] یک ریزجلبک تکسلولی تاژکدار متحرک و ساکن آبهای شیرین است. این ریزجلبک به علت تولید بالای آستاگزانتین از مشهورترین جلبکهای تجاری محسوب میشود و به عنوان رنگدانههای غذایی در جیره غذایی آبزیان استفاده میشود (11).
ریزجلبک دسمودسموس[4]از شاخه کلروفیتا[5] و معمولا به شکل یک کلونی مسطح (8- 2 سلول و گاهی بیشتر) درآبهای شیرین دیده میشود. این ریزجلبک در زنجیره غذایی و در تغذیه زئوپلانکتونها و ماهیها اهمیت دارد همچنین از این ریزجلبک به عنوان شاخص زیستی در خود پالایی سیستمهای آبی استفاده میشود (12 و 13). هدف از این پژوهش، تأثیر پنج محیط کشت مختلف: RM, BM, CHU, BBM ,OHM بر رشد و وضعیت اسیدهای چرب دو گونه از ریزجلبکهای آب شیرین هماتوکوکوس و دسمودسموس کوناتئوس و در نهایت، انتخاب بهترین محیط کشت برای پرورش این ریز جلبکهاست.
.مواد و روش ها
دو ریزجلبک هماتوکوکوس و دسمودسموس از بانک جلبکی بخش آرتمیا و آبزیان پژوهشکده مطالعات دریاچه ارومیه دانشگاه ارومیه تهیه شد. این دو ریز جلبک به تازگی از منابع آبی استان جداسازی و به شکل خالص کشت داده شده بود. نمونههای جلبکی در ارلن مایرهای 500 میلیلیتری و در شرایط استریل در دمای 22 درجه سانتیگراد و شدت نور مداوم 100 میکرومول فوتون بر متر مربع در ثانیه، که توسط لامپ فلورسنت ایجاد شده بود در اسیدیته برابر 5/7 در محیط کشت BM کشت داده شد. سلولها در مرحله رشد تصاعدی سانتریفیوژ شده و با تراکم اولیه 105×2/3 سلول در هر میلیلیتر به محیطهای کشت مورد نظر انتقال یافت. دوره آزمایش 12 روز در نظر گرفته شد. شمارش جلبکها به شکل روزانه و با استفاده از لام هموسیتومتری و با روش پیشنهادی مارتینز[6] و همکاران در سال 1975 انجام شد (14). میزان رشد ویژه[7] و زمان دو برابر شدن جمعیت جلبکها[8] با استفاده از رابطههای ذیل محاسبه شد:
(15) 1- SGR = ln (N (t) / N0) ∆t
(16) SGR/DT = loge2
که در آن، N تعداد جلبک در انتهای آزمایش، N0 تعداد جلبک در شروع آزمایش و t∆ مدت زمان انجام آزمایش است. ارزش غذایی و مواد مغذی محیطهای کشت مورد آزمایش در این مطالعه شامل: (17)BBM، (18)BM، (8) OHM،(19) CHUو (7) RM وضعیت هریک از محیطهای کشت در جدول 1 نشان داده شده است. برای ساخت هر محیط کشت به این شکل عمل شد که ابتدا یک محلول ذخیره از نمکهای زیر برای هر محیط کشت تهیه شد؛ به این ترتیب که مقادیر مندرج در جدول زیر، پس از توزین در 400 میلیلیتر آب مقطر حل شده، سپس، 10 میلیلیتر از محلول تهیه شده به 440 میلیلیتر آب مقطر انتقال داده شد تا محیط کشت نهایی آماده شود ( در محیطهای کشتی که حاوی ویتامین بودند، ویتامین بعد از اتوکلاو به محیط کشت اضافه شد).
بررسی اسیدهای چرب نمونههای جلبکی: برای آمادهسازی نمونهها برای تحلیل اسیدهای چرب از روش متیل استریفیکاسیون مستقیم استفاده شد (20). در این روش از هر نمونه جلبک در مرحله رشد تصاعدی مقداری برداشت و با سرعت 5000 دور به مدت 10 دقیقه سانتریفیوژ شد. نمونهها به منظور به حداقل رساندن تغییرات تا زمان استفاده، در منفی 80 درجه سانتیگراد نگهداری شد. سپس، 5/0گرم از بیومس تر از نمونه جلبکی در لولههای شیشهای دربدار مخصوص ریخته، به هر کدام از آنها پنج میلیلیتر محلول متانول/ تولوئن (با نسبت حجمی 2:3) و 1/0 میلیلیتر محلول استاندارد داخلی (حاوی اسید چرب (6n- )22:2 حل شده در ایزواکتان) اضافه شد. سپس، پنج میلیلیتر مخلوط تازه تهیه شده استیلکلراید/ متانول (با نسبت حجمی20:1) به عنوان عامل استریفیکاسیون اضافه شد. درب ظروف محکم بسته و مواد مخلوط شد و در حمام آبی100 درجه سانتیگراد به مدت 60 دقیقه جوشانده و هر 10 دقیقه یکبار تکان داده شد. بعد از اینکه لولهها سرد شدند به هر یک پنج میلیلیتر آب دو بار تقطیر شده و پنج میلیلیتر هگزان اضافه شد. لولهها به مدت پنج دقیقه با دور g3000 سانتریفیوژ شده و فاز بالایی به لولههای جدید منتقل شد. در نهایت، از طریق فیلتر سولفات سدیم آبگیری و به بالنهای گلابی شکل انتقال داده و توسط روتاتور در دمای 35 درجه سانتیگراد تغلیظ شد. سپس، در 5/0میلی لیتر ایزواکتان حل، به شیشههای کوچکی انتقال داده و تا زمان تزریق در فریزر نگهداری شد.
جدول 1- وضعیت مواد مغذی در محیطهای کشت مختلف
|
OHM |
BBM |
CHU |
BM |
RM |
مواد تشکیل دهنده (میلیگرم در لیتر) |
|
410 |
|
|
100 |
|
KNO3 |
|
|
|
6/12 |
|
|
NaHCO3 |
|
|
250 |
5/8 |
|
300 |
NaNO3 |
|
30 |
|
|
|
|
Na2HPO4 |
|
|
75 |
7/8 |
|
20 |
K2HPO4 |
|
|
175 |
|
|
|
KH2PO4 |
|
5/246 |
75 |
9/36 |
40 |
10 |
MgSO4 .7H2O |
|
9/110 |
25 |
7/36 |
|
5/58 |
Cl2Ca .2H2O |
|
62/2 |
|
5/33 |
|
|
FeC6H5O7 .5H2O |
|
|
98/4 |
|
|
|
FeSO4 .7H2O |
|
011/0 |
|
02/0 |
0110/ |
|
Cl2Co .6H2O |
|
|
49/0 |
|
|
26/0 |
Co(NO3)2 .6H2O |
|
012/0 |
57/1 |
02/0 |
|
08/0 |
CuSO4 .5H2O |
|
076/0 |
|
|
|
|
Cr2O3 |
|
989/0 |
44/1 |
0126/0 |
108/0 |
|
MnCl2 .4H2O |
|
12/0 |
|
0126/0 |
0075/0 |
|
Na2MoO4 .2H2O |
|
|
71/0 |
|
|
|
MoO3 |
|
005/0 |
|
|
|
|
SeO2 |
|
|
42/11 |
62/0 |
|
3/0 |
H3BO3 |
|
|
82/8 |
044/0 |
066/0 |
1/0 |
ZnSO4 .7H2O |
|
|
|
4/28 |
|
|
Na2SiO3.9H2O |
|
|
31 |
|
|
|
KOH |
|
|
|
|
|
5/1 |
MnSO4.H2O |
|
|
25 |
|
|
20 |
NaCl |
|
|
|
|
|
3/0 |
(NH4)6MO7O24.4H2O |
|
|
|
|
|
17 |
C6H8O7.7H20 |
|
|
|
|
88/5 |
|
FeCl3.6H2O |
|
|
|
|
150 |
|
Ca(NO3)24H2O |
|
|
|
|
50 |
|
β-Na2 glycerophosphate |
|
|
|
|
27/2 |
|
EDTA-Na2 |
|
|
|
|
|
5/7 |
EDTA |
|
025/0 |
|
|
1/0 |
|
Biotin |
|
175/0 |
|
|
|
|
Thiamine |
|
015/0 |
|
|
|
|
B12 |
|
|
|
|
01/0 |
|
Thiamine-HCL |
|
|
|
|
5/0 |
|
Trisaminomethane |
بررسی و شناسایی اسیدهای چرب موجود در نمونه با استفاده از دستگاه گاز کروماتوگرافی مدل 7890 Agilent- ساخت آمریکا مجهز به دتکتور FID و ستون کاپیلاری [9] انجام شد. نیم میکرولیتر از نمونه استری با استفاده ازسرنگ میکرولیتری به دستگاه گاز کروماتوگرافی تزریق شد (دمای شروع 100 درجه سانتیگراد، دمای پایانی 220 درجه سانتیگراد و سرعت 3 درجه سانتیگراد بر دقیقه) شناسایی اسیدهای چرب در نمونهها با تزریق محلول استاندارد اسیدهای چرب و مقایسه منحنیهای رسم شده برای هر اسید چرب بر اساس زمان بازداری آنها انجام گرفت. در نهایت، مقادیر اسید چرب به شکل درصد سطح زیر پیک از کل بیان شد.
استخراج پروتئین: استخراج پروتئین کل بر اساس روش مجیر و ویجفلس[10] در سال 1998 انجام شد(21). بدین منظور 100 میلیگرم از جلبکهای پرورش یافته وزن، به مدت 10 دقیقه در دمای 4 درجه سانتیگراد با سرعت 500 دور سانتریفیوژ، با 25 میلیلیتر بافر فسفات شستشو و سپس به 10 میلیلیتر بافر فسفات با 1 درصد SDS منتقل شد. تخریب سلولها نیز با استفاده از سونیکاتور بر روی یخ به مدت 120 انجام شد. تعیین میزان پروتئینها به روش برادفورد[11] در سال 1976و با استفاده از سرم آلبومن بووین [12] انجام شد (22).
.نتایج
یافتههای این پژوهش نشان داد که میزان رشد دو ریزجلبک دسمودسموس کوناتئوس و هماتوکوکوس در پنج محیط کشت مختلف در یک دوره 12 روزه اختلاف معناداری را نشان میدهند (05/0P value>).
ریزجلبک هماتوکوکوس بیشترین میزان بیشینه (105×68/0± 90/18 سلول در هر میلیلیتر) و کمترین میزان بیشینه تراکم سلولی (92/0±90/10 سلول در هر میلیلیتر) را به ترتیب در محیط کشت OHM و CHU نشان داد (شکل 1). از سوی دیگر بیشترین میزان رشد ویژه (06/0± 16/0 در روز) و کوتاهترین زمان دو برابر شدن (66/0± 33/4 در روز) جمعیت در روز، در محیط کشت OHM به دست آمد (جدول 2). برای ریز جلبک دسمودسموس کوناتئوس بیشینه میانگین تراکم سلولی (105×11/1 ± 31/21 سلول در هر میلیلیتر) و بیشترین نرخ رشد ویژه (061/0 ±17/0 در روز) در محیط کشت RM و بیشترین زمان دو برابر شدن جمعیت جلبکی در محیط کشت CHU (61/0±50/5 در روز) مشاهده شد (جدول 3 و شکل 2).
جدول 2- میانگین تراکم سلولی، میزان رشد ویژه و زمان دو برابر شدن جمعیت ریزجلبک هماتوکوکوس کشت داده شده در محیطهای کشت مختلف
|
زمان دو برابر شدن (در روز) |
نرخ رشد ویژه (در روز) |
حداکثر تراکم سلولی (تعداد سلول در هر میلیلیتر×105) |
محیطهای کشت |
|
33/4 ± 66/0c |
16/0 ± 06/0a |
9/18± 68/0 a |
OHM |
|
77/5 ± 31/0ab |
12/0 ± 09/0c |
91/12 ± 01/1c |
BM |
|
93/6 ± 97/0a |
10/0 ± 05/0d |
90/10 ± 92/0 d |
CHU |
|
95/4± 57/0bc |
14/0 ± 07/0b |
6/16 ± 86/0b |
BBM |
|
62/4± 61/0bc |
15/0± 06/0ab |
00/15 ± 47/0 b |
RM |
حروف یکسان در هر ستون بیانگر عدم اختلاف معنادار است (05/0P value >).
جدول 3- میانگین تراکم سلولی، میزان رشد ویژه و زمان دو برابر شدن جمعیت ریزجلبک دسمودسموس کوناتئوس کشت داده شده در محیطهای کشت مختلف
|
زمان دو برابر شدن (در روز) |
نرخ رشد ویژه (در روز) |
حداکثر تراکم سلولی (تعداد سلول در هر میلیلیتر×105) |
محیطهای کشت |
|
72/0 ± 22/4ab |
16/0 ± 09/0a |
12/50/18 ± 71/0b |
OHM |
|
33/0 ± 21 /5ab |
13/0 ± 06/0b |
50/14 ± 78/0 c |
BM |
|
61/0 ± 50/5a |
12/0 ± 05/0b |
17/12 ± 75/0 c |
CHU |
|
5/0 ± 56/4ab |
15/0 ± 07/0ab |
41/18 ± 86/0b |
BBM |
|
89/3 ± 45/0b |
17/0 ± 06/0a |
31/21 ± 11/1 a |
RM |
حروف یکسان در هر ستون بیانگر عدم اختلاف معنادار است (05/0P value >).
شکل 1- تأثیر محیطهای کشت مختلف بر تراکم سلولی هماتوکوکوس در روزهای مختلف
شکل 2- تأثیر محیطهای کشت مختلف بر تراکم سلولی دسمودسموس کوناتئوس در روزهای مختلف
نتایج مربوط به تأثیر تیمارهای مختلف محیط کشت بر محتوای اسیدهای چرب ریزجلبک هماتوکوکوس نشان داد که محیطهای کشت مختلف موجب اختلاف معناداری در محتوای اسیدهای چرب اشباع[13]، اسیدهای چرب تک غیراشباع[14] و اسیدهای چرب چند غیراشباع[15] میشود. بالاترین میزان اسیدهای چرب اشباع (97/0±40/29) در محیط کشت CHU، کمترین میزان در تیمارهای OHM (76/0±21/ 22 درصد) و BBM (66/0 ± 47/22 درصد) بود (جدول 4). علاوه بر این، بالاترین درصد اسیدهای چرب تک غیراشباع (46/0 ± 78/23 درصد) و اسیدهای چرب چند غیراشباع (12/1 ± 73/28 درصد) زمانی حاصل شد که به ترتیب محیطهای کشت BM و BBM استفاده شد. همچنین محیط کشت BBM بالاترین نرخ n−3/ n−6(49/0 ± 21/2) را نشان داد (جدول 4).
جدول 4- درصد کل اسیدهای چرب جلبک تک سلولی هماتوکوکوس در محیطهای کشت مختلف
|
OHM |
BM |
CHU |
RM |
BBM |
Fatty acid |
|
47/0 ± 12/0b |
14/1 ± 01/0a |
48/0 ± 14/0b |
51/0± 03/0b |
71/0 ± 18/0ab |
C14:0 |
|
8/17± 21/0d |
51/24 ± 42/0a |
4/26 ± 39/0a |
11/22 ± 22/0c |
3/18 ± 39/1d |
C16:0 |
|
68/1±04/0a |
91/1± 06/0a |
86/1± 14/0a |
18/2 ± 40/0a |
12/1 ± 23/0a |
C18:0 |
|
72/0 ± 06/0a |
1/0 ± 02/0c |
15/0 ± .03/0b |
15/0 ± 04/0b |
71/0 ± 04/0a |
C20:0 |
|
88/0 ±51/0a |
23/0 ± 07/0c |
14/0± 14/0d |
16/0 ± 03/0d |
48/0 ± 07/0b |
C22:0 |
|
66/0 ± 27/0b |
12/0 ± 07/0d |
37/0 ± 03/0c |
43/0 ± 17/0c |
15/1 ± 42/0a |
C24:0 |
|
86/0± 36/0b |
38/2 ± 52/0a |
22/1 ± 17/0b |
14/1 ± 16/0b |
61/1 ± 62/0b |
C14:1(n-5) |
|
43/0 ± 17/0b |
99/1 ± 69/0a |
64/0 ± 02/0b |
65/0 ± 10/0b |
76/0 ± 17/0b |
C16:1(n-7) |
|
86/4 ± 81/0b |
51/7±1/1a |
16/8 ± 08/0a |
35/8 ± 14/3a |
32/7±08/1 a |
C18:1(n-9) |
|
12/14 ±56/2a |
59/11 ± 77/1b |
85/12 ± 47/1ab |
07/9 ± 19/1c |
69/9 ± 24/1c |
C18:1(n-7) |
|
24/1 ±.09/0a |
21/0 ± 05/0b |
1/0 ± 04/0b |
16/0 ± 06/0b |
23/0 ± 02/0b |
C20:1(n-9) |
|
nd |
nd |
nd |
nd |
nd |
C22:1(n-9) |
|
33/0 ± 03/0a |
1/0 ± 05/0c |
08/0± 02/0c |
24/0 ±77/0b |
3/0 ± 04/0a |
C24:1(n-9) |
|
2/14 ± 3/1a |
5/7 ± 46/0c |
12/7 ± 08/0c |
06/11 ± 26/1c |
90/8 ± 74/0b |
C18:2(n-6) |
|
83/10 ± 54/1c |
21/11± 3/0c |
85/10 ± 23/0c |
83/12± 86/2b |
04/16 ± 6/0a |
C18:3(n-3) |
|
nd |
nd |
nd |
nd |
nd |
C20:2(n-6) |
|
nd |
nd |
nd |
nd |
nd |
C20:4(n-6) |
|
86/0 ± 34/0ab |
28/0 ± 09/0b |
13/0 ± 07/0b |
19/0 ± 04/0b |
25/1 ±07/0a |
C20:3(n-3) |
|
66/0 ± 28/0ab |
09/0± 09/0b |
31/0 ±07/0b |
25/1 ± 36/0a |
50/1 ± 07/0a |
C20:5(n-3) |
|
18/0 ± 09/0c |
13/0 ± 05/0d |
16/0 ± 02/0cd |
82/0 ± 01/0b |
04/1 ±06/0a |
C22:6(n-3) |
|
21/22 ± 76/0d |
01/28 ± 06/1b |
40/29± 97/0a |
54/25± 22/1c |
47/22 ± 66/0d |
∑ SAF |
|
84/21 ± 66/0b |
78/23 ± 46/0a |
05/23 ± 33/0ab |
61/19 ± 82/0c |
91/19 ± 11/1c |
∑ MUFA |
|
73/26 ± 29/0b |
21/19 ± 96/0c |
57/18 ± 53/0d |
15/26 ± 76/0b |
73/28 ± 12/1a |
∑ PUFA |
|
88/0± 11/0b |
56/1±75/0 ab |
60/1 ± 33/0 ab |
36/1 ± 11/1ab |
21/2 ± 49/0a |
∑ n3-/n6- |
حروف یکسان در هر ردیف بیانگر عدم اختلاف معنادار است (05/0P value >).
بیشینه میانگین اسیدهای چرب اشباع (06/1 ± 02/27 درصد) در جلبک دسمودسموس کوناتئوس در تیمار BM مشاهده شد. این در حالی است که تیمار CHU (53/0 ± 71/21 درصد) و BM (96/0 ± 32/21 درصد) کمترین میزان اسیدهای چرب چند غیراشباع را نشان دادند. از سوی دیگر بالاترین میزان اسیدهای چرب چند غیراشباع (76/0 ± 51/26 درصد) در محیط کشت BBM مشاهده شد. کمترین و بیشترین میزان اسیدهای چرب تک غیراشباع به ترتیب در تیمارهای OHM (66/0 ± 33/19 درصد) و CHU (33/0 ± 34/22 درصد) مشاهده شد. همچنین بالاترین نرخ n−3/ n−6 (55/0 ± 49/2 درصد) در تیمار BBM ثبت شد (جدول 5).
جدول 5- درصد کل اسیدهای چرب جلبک تک سلولی دسمودسموس کوناتئوس در محیطهای کشت مختلف
|
OHM |
BM |
CHU |
RM |
BBM |
Fatty acid |
|
26/0 ± 08/0c |
32/0 ± 09/0bc |
48/0 ± 06/0a |
36/0± 18/0abc |
45/0 ± 11/0ab |
C14:0 |
|
59/19± 20/0b |
81/22 ± 33/0a |
74/23 ± 90/0a |
12/19 ± 22/1b |
89/18 ± 42/1b |
C16:0 |
|
98/0±09/0a |
16/1± 16/0a |
51/0± 06/0a |
92/0 ± 03/1a |
14/1 ± 12/0a |
C18:0 |
|
35/1 ± 37/0ab |
92/0 ± 07/0ab |
24/0 ± 04/0b |
68/1 ± 68/0a |
48/1 ± 61/0a |
C20:0 |
|
21/1 ±15/2b |
64/1 ± 13/0b |
41/1± 02/0b |
12/3 ± 14/1a |
66/1 ± 39/1b |
C22:0 |
|
24/1 ± 14/0a |
17/0 ± 01/0c |
22/0 ± 22/0c |
64/0 ± 39/0b |
77/0 ± 34/0b |
C24:0 |
|
41/1± 71/0b |
71/2 ± 06/0a |
10/2 ± 01/0ab |
40/1 ± 58/0b |
79/1 ± 52/0ab |
C14:1(n-5) |
|
17/0 ± 03/0b |
51/0 ± 01/0b |
15/1 ± 03/0a |
36/0 ± 12/0b |
18/0 ± 06/0b |
C16:1(n-7) |
|
76/6 ± 58/0c |
90/7±42/2bc |
34/8 ± 40/0b |
99/9 ± 58/0a |
64/8±02/0 b |
C18:1(n-9) |
|
12/10 ±79/0a |
75/9 ± 10/1a |
45/9 ± 11/0a |
40/7 ± 71/0b |
99/7 ± 79/0b |
C18:1(n-7) |
|
64/0 ±.03/0bc |
43/0 ± 03/0d |
79/0 ± 04/0a |
52/0± 15/0cd |
74/0 ± 13/0ab |
C20:1(n-9) |
|
nd |
nd |
nd |
nd |
nd |
C22:1(n-9) |
|
24/0 ± 09/0b |
03/1 ± 44/0a |
51/0± 02/0b |
33/0 ±02/0b |
70/0 ± 05/0ab |
C24:1(n-9) |
|
2/12 ± 26/0a |
21/8 ± 86/0b |
50/7 ± 82/0b |
51/8 ± 23/0b |
59/7 ± 46/0b |
C18:2(n-6) |
|
95/10 ± 74/0c |
51/11± 02/0b |
52/13 ± 23/0b |
12/14± 03/0a |
73/15 ± 46/0a |
C18:3(n-3) |
|
nd |
nd |
nd |
nd |
nd |
C20:2(n-6) |
|
nd |
nd |
nd |
nd |
nd |
C20:4(n-6) |
|
32/2 ± 10/0a |
29/1 ± 74/0bc |
28/0 ± 02/0c |
48/1 ± 86/0b |
03/2 ±78/0a |
C20:3(n-3) |
|
78/0 ± 08/0ab |
14/0± 02/0b |
31/0 ± 07/0b |
34/0 ± 03/0b |
82/0 ± 19/0a |
C20:5(n-3) |
|
16/0 ± 32/0b |
17/0 ± 07/0b |
1/0 ± 02/0b |
81/0 ± 01/0a |
34/0 ±16/0b |
C22:6(n-3) |
|
63/24 ± 76/0b |
02/27 ± 06/1a |
59/26± 97/0a |
84/25± 22/1b |
39/24 ± 66/0b |
∑ SAF |
|
33/19 ± 66/0b |
33/22 ± 46/0a |
34/22 ± 33/0a |
00/20 ± 82/0b |
04/20 ± 10/1b |
∑ MUFA |
|
41/26 ± 29/0ab |
32/21 ± 96/0c |
71/21± 53/0c |
26/25 ± 76/0b |
51/26 ± 12/1a |
∑ PUFA |
|
16/1± 69/0a |
56/1 ± 55/0a |
89/1 ± 78/0a |
96/1± 49/0a |
49/2± 75/0a |
∑ n 3-/n6- |
حروف یکسان در هر ردیف بیانگر عدم اختلاف معنادار است (05/0P value >).
همانطور که در جدول 6 مشاهده میشود میزان پروتئین دو ریز جلبک هماتوکوکوس و دسمودسموس در محیطهای کشت مختلف اختلاف معناداری را نشان داد (05/0P value <). بیشترین میزان پروتئین استخراج شده در هماتوکوکوس و دسمودسموس به ترتیب درمحیط کشت OHM (02/0 ± 21/35 درصد) و BBM (12/0±23/27 درصد) بود. این در حالی است که محیط کشت CHU کمترین میزان پروتئین را در هر هماتوکوکوس (01/0±15/20 درصد) و دسمودسموس (03/0±30/14 درصد) نشان داد.
جدول 6- میزان پروتئین محلول استخراج شده ( بر حسب درصد) در ریز جلبک دسمودسموس کوناتئوس در هماتوکوکوس در محیطهای کشت مختلف(Mean ± SD)
|
هماتوکوکوس (درصد پروتئین) |
(درصد پروتئین) دسمودسموس کوناتئوس |
محیطهای کشت |
|
02/0 ± 21/35 a |
11/0 ± 09/22c |
OHM |
|
06/0 ± 09/21 d |
07/0 ± 16/18 d |
BM |
|
01/0 ± 15/20 d |
03/0 ± 30/14 e |
CHU |
|
04/0 ± 40/32 b |
12/0 ± 23/27 a |
BBM |
|
06/0 ± 21/30 c |
02/0 ± 17/24 b |
RM |
.بحث و نتیجه گیری
تاکنون مطالعات گستردهای به منظور بهبود میزان رشد ریزجلبکها انجام گرفته شده است (23 و 24). میزان و نوع مواد مغذی جزو عواملی هستند که تأثیر زیادی بر میزان رشد دارد، با وجود این احتمالا به علت اختلافات جمعیتی و سویهای گاهی نتایج مختلفی از میزان رشد و بقای یک گونه جلبک در محیطهای کشت واحد حاصل شده است. فابرگاس و همکاران در سال 2000 گزارش داده اند که تراکم سلولی هماتوکوکوس پلوویالیس[xvi] در محیط کشت OHM سه برابر بیشتر از تراکم سلولی به دست آمده در محیط کشت BBM است (8). درحالی که دومینگز- بوکانگرا[xvii] و همکاران در سال 2004 بالاترین نرخ رشد هماتوکوکوس پلوویالیس را در محیط کشت BBM گزارش کردند (24). نتایج گزارش اخیر مطابق با یافتههای ایمامگلو[xviii] و همکاران در سال 2007 است که بالاترین نرخ رشد هماتوکوکوس پلوویالیس را در محیط کشت RM گزارش کردهاند (7). یافتههای پژوهش حاضر نشان داد که دو ریزجلبک هماتوکوکوس و دسمودسموس کوناتئوس در تیمارهای مختلف از محیطهای کشت، دارای نرخ رشد متفاوتی هستند. مناسبترین میزان تراکم سلولی، میزان رشد ویژه و کمترین زمان دو برابر شدن جمعیت هماتوکوکوس ودسمودسموس کوناتئوس به ترتیب در محیط کشت OHM و RM به دست آمد. نتایج این مطالعه نشان داد که در محیط کشت CHU، کاهش تراکم سلول و میزان رشد و افزایش زمان دو برابر شدن جمعیت این دو ریزجلبک انجام میشود (جداول 2 و 3). بنابراین، با توجه به نتایج به دست آمده میتوان چنین نتیجه گرفت که محیطهای کشت OHM و RM مناسب برای رشد این دو ریزجلبک و محیط کشت CHU بازدارنده رشد محسوب میشود. بررسیهای انجام شده نشان داده است که تفاوت در غلظت مواد مغذی (به ویژه ماکرونوترینتهای همانند P و N) در محیطهای کشت از عوامل اساسی مؤثر بر رشد ریزجلبکهاست. علاوه بر این، اختلاف در غلظت میکرونوترینتها همانند آهنتأثیر زیادی بر رشد ریزجلبکها دارد. برای مثال لیو [xix] و همکاران در سال 2008 نشان دادند که افزایش بیش از حد آهن میتواند اثرات سمی بر رشد جلبکها داشته باشد (25). وجود مواد آلی همانند ویتامینها و کلاتها میتواند رشد ریزجلبکها را افزایش دهد (10). پرینگشم[xx] در سال 1996 گزارش داد که تیامین از عاملهای اساسی رشد ریزجلبکها محسوب میشود در حالی که وجود ویتامین B12 در محیط کشت چندان ضروری نیست (26). علاوه بر این، میزان پروتئین سنتز شده نقش مهمی را بر میزان بیومس و نرخ رشد دارد و هر گونه تغییر در سنتز پروتئینها اثر مستقیمی بر میزان رشد جلبکهای تک سلولی دارد. از سوی دیگر تغییر در میزان نوترینتها به ویژه ماکرو نوترینتی همانند نیتروژن (که از عناصر اصلی تشکیل دهنده پروتئینها محسوب میشود) تأثیر مستقیم بر سنتز پروتئینها دارد (27). نتایج این پژوهش نیز نشان داد که بیشترین پروتئین استخراج شده در این دو جلبک تک سلولی از تیمارهای با غلظت بالای نیتروژن به دست آمد. بیشترین میزان پروتئین در هماتوکوکوس و دسمودسموس کوناتئوس به ترتیب درمحیط کشت OHM و RM مشاهده شد. براساس گزارش تعداد زیادی از پژوهشگران کیفیت و میزان اسیدهای چرب تحت تأثیر شرایط پرورش قرار دارد (28- 30).در این مطالعه محیط کشت BBM و OHM بالاترین میزان اسیدهای چرب چند غیراشباع را در هماتوکوکوس نشان دادند. در حالی که در محیط کشت CHU کمترین میزان اسیدهای چرب چند غیراشباع و بیشترین میزان اسیدهای چرب اشباع مشاهده شد. علاوه بر این، بالاترین میزان اسیدهای چرب تک غیراشباع در محیط کشت BM به دست آمد. در دسمودسموس کوناتئوس بیشترین میزان اسیدهای چرب چند غیراشباع در محیط کشت BBM و OHM مشاهده شد. همچنین بیشترین میزاناسیدهای چرب اشباع واسیدهای چرب تک غیراشباع در محیط کشت BM ثبت شد. بر اساس نتایج تعدادی از پژوهشگران غلظت نیتروژن یکی از عوامل مهم بر محتوای اسید چرب ریزجلبکها محسوب میشود. هالسی[xxi] و همکاران در سال 2010 گزارش دادند که کمبود نیتروژن به افزایش اسیدهای چرب اشباع و کاهش اسیدهای چرب غیر اشباع منجر میشود (31). وب و چو[xxii] در سال 1986 گزارش کردند در صورتی که نسبت n−3/ n−6 بین 2 تا 5 باشد بیومس تولید شده از نظر ارزش غذایی مناسب است (32). در بین تیمارهای مختلف تنها محیط کشت BBM بهترین نسبت n−3/ n−6 را در هماتوکوکوس و دسمودسموس کوناتئوس نشان داد.
بر اساس نتایج به دست آمده، بین ارزش غذایی ریزجلبک از نظر محتوای اسیدهای چرب و میزان رشد ارتباط چندانی مشاهده نشد و به نظر میرسد مسیر مکانیسم رشد جلبکها در تعادل با ارزش غذایی آنها نیست و مطالعات بیشتری در این زمینه لازم است. این پژوهش نشان داد که در بین محیطهای کشت مورد مطالعه، محیط کشت BBM در هر دو ریزجلبک میتواند شرایط بهینه رشد و ارزش غذایی اسیدهای چرب (درصد بالای اسیدهای چرب چند غیراشباع) و نسبت مناسب (n−3/ n−6) را تامین کند.
[1]- Fabregas
[2]- Göksan
[3]- Haematococcus sp.
[4]- Desmodesmus cuneatus
[5]- Chlorophyta
[6]- Martinez
[7]- SGR) Specific growth rate)
[8]- DT) Doubling time)
[9]- (DB-225MS, 30 m × 0.250 mm ID × 0.25 μm Filmthickness)
[10]- Meijer and Wijffels
[11]- Bradford
[12]- Bovine serum albumen
[13]- SFA (saturated fatty acid)
[14]- MUFA (Monounsatrated fatty acid)
[15]- PUFA (Polyunsatrated fatty acid)
[xvi]- Haematococcus pluvialis
[xvii]- Domìnguez-Bocanegra
[xviii]- Imamoglu
[xix]- Liu
[xx]- Pringshem
[xxi]- Halsey
[xxii]- Chu and Webb
)