نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

بررسی تولید پلیمرزیستی بتاکاروتن از جلبک دونالیلا سالینا در آب شور دریاچه ارومیه

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان
حمیدرضا عظیمی 1
عزت اله اسفندیاری 2
اسماعیل کریمی 3
سیما سروش 4
سیما ناظمی 3
1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران
2 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران
3 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه ، ایران
4 گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران
چکیده
به منظور بررسی تأثیر تیامین  بر رشد و نمو و میزان تجمع بتاکاروتن در جلبک دونالیلا سالینا در محیط شور، محیط کشت  جلبک با مقدارهای بالای نمک دریاچه ارومیه (۲۰ درصد وزنی ـ حجمی) همراه با تیامین تهیه و اثرهای آن بر رشد جلبک مورد ارزیابی قرار گرفت. جلبک دونالیلا سالینا در دمای ۲۸ درجه سلسیوس و شدت نور ۱۰۰ لوکس در شیکرانکوباتور، رشد داده شد. تیمارهای مورد مطالعه شامل محلول ۲ درصد (وزنی ـ حجمی) نمک دریاچه ارومیه‌ (شاهد)، محلول ۲۰ درصد (وزنی ـ حجمی) نمک دریاچه ارومیه، محلول ۲۰ درصد (وزنی ـ حجمی) نمک دریاچه ارومیه به همراه ۲۵ میکرومولار تیامین بود. در این پژوهش برای تعیین اثر بخشی یا نبود اثر بخشی تیمارهای مورد مطالعه، پارامترهای شمارش سلولی، وزن خشک، میزان جذب شدت نور، میزان کلروفیل کل، کاروتنوئید کل، پروتئین و سرانجام کاروتن موجود در نمونه ارزیابی شد. به طور کلی می‌توان عنوان نمود که اگرچه جلبک دونالیلا سالینا مقاوم به‌ شوری است ولی تنش شوری 20 درصد (وزنی ـ حجمی) سبب کاهش تقسیم سلولی آن می شود که بیانگر اثرهای منفی آن بر متابولیسم سلول است. افزودن تیامین همراه با کاهش اثرهای منفی شوری بر متابولیسم، تجمع بتاکاروتن به‌عنوان پیش‌ساز بیوسنتز ویتامین آ را افزایش داده و می‌توان از این ویتامین برایافزایش تولید این ترکیب با استفاده از جلبک مورد مطالعه بهره برد.
کلیدواژه‌ها
بتاکاروتن
تنش شوری
تیامین
دونالیلا سالینا

موضوعات

[1] Bellamy C., “Strategy for Improved Nutrition of Children and Women in Developing Countries, United Nations Children’s Fund”, UNICEF (1990).
[2] Chidambara Murthy K.N., “Production of β-Carotene from Cultured Dunaliella Sp. and Evaluation of Biological Activities”, India (2005).
[3] Murthy K.N., Rajesha J., Vanitha A., Sowmya P.R., Mathadera Swamy, M., Ravishankar, G.A., In-Vivo Antioxidant Activity of Cartenoids from Dunaliella Salina-A Green Microalgae, Life Sci. 76 (12): 81-90 (2005).
[4] Tafreshi A. H., Shariati M.., Pilot Culture of Three Strains of Dunaliella Salina for β-Carotene Production in Open Ponds in the Central Region of Iran, World. J. Biol.Psychiatry. (22(9): 1003-1006 (2006).).
[5] Ben-Amotz A, Shaish A, Avron M., The Biotechnology of Cultivating Dunaliella for Production of β-Carotene Rich Algae, Bioresour Technol, 38(2-3): 233-235 (1991).
 [6] Hejazi M.A., Wiiffels R.H., Effect of Light Intensity on β-Carotene Production and Extraction by Dunaliella Salina in Two-Phase Bioreactors, Biomol. Eng. 20 (4-6): 171-175 (2003).
[7] Borowitzka L., Development of Western Biotechnology's Algal β-Carotene Plant, Bioresour. Technol. 38(2-3): 251-252 (1991).
[8] Ben-Amotz A., New Mode of Dunaliella Biotechnology: Two-Phase Growth for β-Carotene Production, J. Appl. Phycol.. 7(1): 65-8 (1995).
[9] Gonzalez M.J., Moreno J., Monzano J.C., Florencio F.J., Guerrero M.G., Production of  Dunaliella Salina Biomass Rich in 9-Cis- Beta-Carotene and Lutein in a Closed Tubular Photo Bioreactor, J. Biotech. 115(1): 81-90 (2005).).
[10] یوسفی، م؛ “ تالوفیتها”، انتشارات دانشگاه پیام نور، 279 (1382).
[11] Frank H.A, Cogdell R.J., Carotenoids in Photosynthesis, Photochem. Photobiol. 63: 257-64 (1996). 
[12] Campo J., García-González M., Guerrero M., Outdoor Cultivation of Microalgae for Carotenoid Production: Current State and Perspectives, Appl. Microbiol. Biotechnol. 74:1163-1174 (2007).
[13] Christaki E., Bonos E., Giannenas I., Florou-Paneri P., Functional Properties of Carotenoids Originating from  Algae, J. Sci. Food. Agric, 93:5-11 (2013).
[14] Yuan J.P., Peng J., Yin K., Wang J.H., Potential Health-Promoting Effects of Astaxanthin: A High-Value Carotenoid Mostly from Microalgae, Mol. Nutr. Food. Res. 55:150-165 2011).).
[15] اسفندیاری، ع؛ محبوب، س؛ “بیوشیمی گیاهی)”جلد دوم(، انتشارات دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی تبریز، 322 (1393).
[16] Eijckelhoff C., Dekker J.P., Determination of the Pigment Stoichiometry of the Photochemical Reaction Center of Photosystem II, Biochim. Biophys. Acta. 1231(1): 21-28 (1995).).
[17] Alan R., The Spectral Determination of Chlorophyll a and b, as well as Total Carotenoids, using Various Solvents with Spectrophotometers of Different Resolution, Plant. Physiol. 144: 307-313 (1994).
[18] Eijckelhoff C., Dekker J.P., A Routine Method to Determine the Chlorophyll a, Pheophytin a and β-Carotene Contents of Isolated Photosystem II Reaction Center Complexes, Photosynth. Res. 52(1): 69-73 (1997).
[19] Hartmut K., Determinations of total Carotenoids and Chlorophylls b of Leaf Extracts in Different Solvents. Analysis, 4: 142-196 (1983).
[20] López C.V.G., García. Protein Measurements of Microalgal and Cyanobacterial Biomass, Bioresour. Technol. 101(19): 7587-7591(2010).
[21] Finn B., Harvey L.M., McNeil B., Near‐Infrared Spectroscopic Monitoring of Biomass, Glucose, Ethanol and Protein Content in a High Cell Density Baker's Yeast Fed‐Batch Bioprocess, Yeast. 23(7): 507-517 (2006).
[22] Waterborg J.H., The Lowry Method for Protein Quantitation, “The Protein Protocols Handbook”, Springer. (2009).
[23] Nikokar  K., Moradshahi A., Kharati  M., Influence of Salinity on the Growth, Pigmentation and Ascorbate Peroxidase Activity Dunaliella Salina Isolated from Maharlu Salt Lake in Shiraz,Iran. J. Sci. Technol. Trans. A. Sci. 28: 117-125(2004).
 [24] Cuaresma M., Casal Ca., Productivity and Selective Accumulation of Carotenoids of the Novel Extremophile Microalga Chlamydomonas Acidophila Grown with Different Carbon Sources in Batch Systems, J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 38(1): 167-177 (2011).
[25] Hejazi M., Holwerda E., Wijffels R., Milking Microalga Dunaliella Salina for β‐Carotene Production in Two‐Phase Bioreactors, ‎Biotechnol. Bioeng. 85(5): 475-481(2004).
[26] Kirrolia A., Bishnoi N. R., Singh  N., Salinity as a Factor Affecting the Physiological and Biochemical Traits of Scenedesmus Quadricauda, J. Algal. Biomass. Utln. 2: 28-34 (2011).
[27] Chen H., Jiang J., Osmotic Responses of Dunaliella to the Changes of Salinity, J. Cell. Physiol. 219: 251-258 (2009).