RU2809513C1 - Method of obtaining biomass of diatom algae nanofrustulum shiloi - Google Patents
Method of obtaining biomass of diatom algae nanofrustulum shiloi Download PDFInfo
- Publication number
- RU2809513C1 RU2809513C1 RU2023125013A RU2023125013A RU2809513C1 RU 2809513 C1 RU2809513 C1 RU 2809513C1 RU 2023125013 A RU2023125013 A RU 2023125013A RU 2023125013 A RU2023125013 A RU 2023125013A RU 2809513 C1 RU2809513 C1 RU 2809513C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nanofrustulum
- shiloi
- culture
- nutrient medium
- diatom
- Prior art date
Links
- 241001535153 Nanofrustulum shiloi Species 0.000 title claims abstract description 32
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 34
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 8
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 7
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 5
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 5
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 4
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 2
- 238000012136 culture method Methods 0.000 description 2
- SJWWTRQNNRNTPU-ABBNZJFMSA-N fucoxanthin Chemical compound C[C@@]1(O)C[C@@H](OC(=O)C)CC(C)(C)C1=C=C\C(C)=C\C=C\C(\C)=C\C=C\C=C(/C)\C=C\C=C(/C)C(=O)C[C@]1(C(C[C@H](O)C2)(C)C)[C@]2(C)O1 SJWWTRQNNRNTPU-ABBNZJFMSA-N 0.000 description 2
- AQLRNQCFQNNMJA-UHFFFAOYSA-N fucoxanthin Natural products CC(=O)OC1CC(C)(C)C(=C=CC(=CC=CC(=CC=CC=C(/C)C=CC=C(/C)C(=O)CC23OC2(C)CC(O)CC3(C)C)C)CO)C(C)(O)C1 AQLRNQCFQNNMJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 2
- 241000206761 Bacillariophyta Species 0.000 description 1
- 241000192699 Chroococcales Species 0.000 description 1
- 241000192700 Cyanobacteria Species 0.000 description 1
- 241001147476 Cyclotella Species 0.000 description 1
- 241001646657 Detonula confervacea Species 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 244000040153 Karatas plumieri Species 0.000 description 1
- 235000004874 Karatas plumieri Nutrition 0.000 description 1
- 241000293869 Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003674 animal food additive Substances 0.000 description 1
- 230000000721 bacterilogical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000035 biogenic effect Effects 0.000 description 1
- 235000021466 carotenoid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001747 carotenoids Chemical class 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003653 coastal water Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 229930003935 flavonoid Natural products 0.000 description 1
- 150000002215 flavonoids Chemical class 0.000 description 1
- 235000017173 flavonoids Nutrition 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000004237 preparative chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при промышленном получении биомассы диатомовой водоросли Nanofrustulum shiloi. The invention relates to biotechnology and can be used in the industrial production of biomass of the diatom Nanofrustulum shiloi.
Микроводоросль Nanofrustulum shiloi является ценным сырьем для получения биологически активных веществ. Она характеризуется высоким содержанием липидов (27-28% от сухой биомассы) и каротиноидов, в частности фукоксантина (Demirel et al., 2020), содержит флавоноиды и оксилипины ( et al., 2022), что предполагает возможность ее массового культивирования. Nanofrustulum shiloi проявляет антиоксидантную и противомикробную активность в отношении грамотрицательных Е. coli и S. typhimurium и грамположительных S. aureus. Благодаря этим ценным качествам, биомасса Nanofrustulum shiloi может применяться в пищевой промышленности, медицине, а также в качестве кормовых добавок при культивировании гидробионтов.Microalgae Nanofrustulum shiloi is a valuable raw material for the production of biologically active substances. It is characterized by a high content of lipids (27-28% of dry biomass) and carotenoids, in particular fucoxanthin (Demirel et al., 2020), contains flavonoids and oxylipins ( et al., 2022), which suggests the possibility of its mass cultivation. Nanofrustulum shiloi exhibits antioxidant and antimicrobial activity against Gram-negative E. coli and S. typhimurium and Gram-positive S. aureus. Thanks to these valuable qualities, Nanofrustulum shiloi biomass can be used in the food industry, medicine, and also as feed additives for the cultivation of aquatic organisms.
Известен способ, в котором микроводоросль Nanofrustulum shiloi культивируют на питательной среде BG11 (Stanier et al., 1971) с содержанием (г⋅л1): NaNO3 - 1,5; KHPO4 - 0,04; Na2EDTA - 0,001; Fe(NH4)3(C6H5O7)2 - 0,006, в плоскопараллельных культиваторах объемом 7 л с барботажной системой аэрации U-образного типа и L-образного типа со скоростью аэрации 4 л⋅мин-1 при освещенности 50 мк⋅моль⋅фотон⋅м2⋅с-1 и температуре 22±2°С в накопительном режиме культивирования (Demirel et al., 2020). При таких условиях культивирования зафиксирована максимальная плотность культуры 0,38 г⋅л-1 при аэрации L-образного типа и 0,62 г⋅л-1 при аэрации U-образного типа.There is a known method in which the microalgae Nanofrustulum shiloi is cultivated on a nutrient medium BG11 (Stanier et al., 1971) containing (g⋅l 1 ): NaNO 3 - 1.5; KHPO 4 - 0.04; Na 2 EDTA - 0.001; Fe(NH 4 ) 3 (C 6 H 5 O 7 ) 2 - 0.006, in plane-parallel cultivators with a volume of 7 l with a U-shaped and L-shaped bubbling aeration system with an aeration rate of 4 l⋅min -1 at an illumination of 50 μm ⋅mol⋅photon⋅m 2 ⋅s -1 and a temperature of 22±2°C in the cumulative cultivation mode (Demirel et al., 2020). Under such cultivation conditions, a maximum culture density of 0.38 g⋅l -1 was recorded with L-type aeration and 0.62 g⋅l -1 with U-type aeration.
Известен способ культивирования Nanofrustulum shiloi на питательной среде BG11 (Stanier et al., 1971), приготовленной на основе искусственной морской воды в трубчатом фотобиоректорах объемом 2 л с аэрацией 5 л⋅мин-1 при освещенности 300 мк⋅моль⋅фотон⋅м2⋅с-1 и температуре 21±2°С в накопительном режиме культивирования. В конце данного эксперимента биомасса достигала своей максимальной плотности 0,6 г⋅л-1 ( et al., 2023).There is a known method for cultivating Nanofrustulum shiloi on a BG11 nutrient medium (Stanier et al., 1971), prepared on the basis of artificial sea water in a 2-liter tubular photobiorector with an aeration of 5 l⋅min -1 at an illumination of 300 μ⋅mol⋅photon⋅m 2 ⋅ c -1 and temperature 21±2°C in cumulative cultivation mode. At the end of this experiment, the biomass reached its maximum density of 0.6 g⋅l -1 ( et al., 2023).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ выращивания Nanofrustulum shiloi на питательной среде F/2 (Guillard, Ryther, 1963) с содержанием NaNO3 - 7,5 мг⋅л-1; NaH2PO4 × 2Н2 О - 5 мг⋅л-1; Na2SiO3×9H2O - 30 мг⋅л-1; Na2EDTA - 4,36 мг⋅л-1; FeSO4 × 7H2O - 3,15 мг⋅л-1 в культиваторах объемом 15 л при освещенности 3 клк с фотопериодом 12:12 при температуре 20°С в накопительном режиме культивирования ( et al., 2021). В начале стационарной фазы роста культура достигала максимальной плотности 0,1 г⋅л-1. Недостаток данного метода заключается в получении небольшого количества биомассы культуры Nanofrustulum shiloi из-за использования обедненной биогенными элементами питательной среды F/2.The closest in technical essence to the claimed method is the method of growing Nanofrustulum shiloi on a nutrient medium F/2 (Guillard, Ryther, 1963) with a NaNO 3 content of 7.5 mg⋅l -1 ; NaH 2 PO 4 × 2H 2 O - 5 mg⋅l -1 ; Na 2 SiO 3 ×9H 2 O - 30 mg⋅l -1 ; Na 2 EDTA - 4.36 mg⋅l -1 ; FeSO 4 × 7H 2 O - 3.15 mg⋅l -1 in cultivators with a volume of 15 l at illumination of 3 klx with a photoperiod of 12:12 at a temperature of 20 ° C in the cumulative cultivation mode ( et al., 2021). At the beginning of the stationary growth phase, the culture reached a maximum density of 0.1 g⋅l -1 . The disadvantage of this method is that a small amount of biomass is obtained from the Nanofrustulum shiloi culture due to the use of F/2 nutrient-depleted nutrient medium.
Задачей изобретения является усовершенствование способа путем уточнения состава питательной среды для культивирования Nanofrustulum shiloi с целью увеличения скорости роста культуры.The objective of the invention is to improve the method by clarifying the composition of the nutrient medium for the cultivation of Nanofrustulum shiloi in order to increase the growth rate of the culture.
Технический результат поставленной задачи заключается в увеличении выхода биомассы микроводоросли в результате оптимизации соотношений и концентраций биогенных элементов в питательной среде, приготовленной на основе стерильной морской воды.The technical result of the task is to increase the yield of microalgae biomass as a result of optimizing the ratios and concentrations of nutrients in a nutrient medium prepared on the basis of sterile sea water.
Заявленный технический результат достигается тем, что в Способе получения биомассы диатомовой водоросли Nanofrustulum shiloi, предусматривающий культивирование в накопительном режиме, культуру диатомовой водоросли Nanofrustulum shiloi выращивают в течение 20 суток в плоскопараллельных культиваторах с рабочей толщиной слоя 2-5 см и при температуре 22±1°С, круглосуточном освещении 11,5 клк на оптимальной питательной среде, приготовленной на основе стерильной морской воды соленостью 17%о, имеющей состав, г⋅л-1: Na2SiO3 × 9H2O - 0,150; NaNO3 - 0,3875; NaH2PO4 × 2H2O - 0,045; Na2EDTA - 0,017; FeSO4 × 7H2O - 0,01; NaMoO4 × H2O - 1,2⋅10-5; CuSO4 × 5 H2O - 2,8⋅10-5; ZnSO4 × 7 H2O - 4,4⋅10-5; CoCl2 × 6 H2O - 2⋅10-5; MnCl2 x 4 H2O - 3,6⋅10-5.The claimed technical result is achieved by the fact that in the Method for obtaining biomass of the diatom Nanofrustulum shiloi, which involves cultivation in an accumulative mode, the culture of the diatom Nanofrustulum shiloi is grown for 20 days in plane-parallel cultivators with a working layer thickness of 2-5 cm and at a temperature of 22±1° C, round-the-clock illumination of 11.5 klx on an optimal nutrient medium prepared on the basis of sterile sea water with a salinity of 17% o, having the composition, g⋅l -1 : Na 2 SiO 3 × 9H 2 O - 0.150; NaNO 3 - 0.3875; NaH 2 PO4 × 2H 2 O - 0.045; Na 2 EDTA - 0.017; FeSO 4 × 7H 2 O - 0.01; NaMoO 4 × H 2 O - 1.2⋅10 -5 ; CuSO 4 × 5 H 2 O - 2.8⋅10 -5 ; ZnSO 4 × 7 H 2 O - 4.4⋅10 -5 ; CoCl 2 × 6 H 2 O - 2⋅10 -5 ; MnCl 2 x 4 H 2 O - 3.6⋅10 -5 .
Общим для прототипа ( et al., 2021) и заявляемого способа является применение накопительного режима культивирования. Основное отличие от прототипа заключается в том, что в заявляемом способе при культивировании используется питательная среда, обогащенная макро- и микроэлементами, количественный состав которой авторами подобран в результате экспериментов, учитывая соотношение долей химических элементов в биомассе Nanofrustulum shiloi.Common to the prototype ( et al., 2021) and the proposed method is the use of a cumulative cultivation mode. The main difference from the prototype is that in the proposed method, during cultivation, a nutrient medium enriched with macro- and microelements is used, the quantitative composition of which was selected by the authors as a result of experiments, taking into account the ratio of the shares of chemical elements in the biomass of Nanofrustulum shiloi.
Способ поясняется описанием и иллюстрациями. Фиг. 1 - Динамика плотности накопительной культуры Nanofrustulum shiloi при различной концентрации биогенных элементов в питательной среде, выращенной в культиваторе с рабочей толщиной освещаемого слоя 5 см. Фиг. 2 - Динамика плотности накопительной культуры Nanofrustulum shiloi при различной концентрации биогенных элементов в питательной среде, выращенной в культиваторе с рабочей толщиной освещаемого слоя 2 см.The method is explained by description and illustrations. Fig. 1 - Dynamics of the density of the cumulative culture Nanofrustulum shiloi at different concentrations of nutrients in the nutrient medium grown in a cultivator with a working thickness of the illuminated layer of 5 cm. Fig. 2 - Dynamics of the density of the cumulative culture Nanofrustulum shiloi at different concentrations of nutrients in the nutrient medium grown in a cultivator with a working thickness of the illuminated layer of 2 cm.
Оптимизация питательной среды заключается в увеличении концентрации всех биогенных элементов среды, учитывая истинные потребности культуры Nanofrustulum shiloi, соответственно представлениям о субстрат зависимом росте микроорганизмов в культуре (Тренкеншу, 2010 а, б). Показано, что использование обедненной стандартных питательных сред F/2 и BG11 для интенсивного культивирования Nanofrustulum shiloi с целью накопления биомассы нецелесообразно (Demirel et al., 2020; Grubisict et al., 2021). При увеличении концентрации биогенных элементов продуктивность культуры возрастает (см. Фиг. 1). Максимальное значение плотности культуры в стационарной фазе роста так же, как и продуктивность зависит от концентрации биогенных элементов в среде.Optimization of the nutrient medium consists of increasing the concentration of all biogenic elements of the medium, taking into account the true needs of the Nanofrustulum shiloi culture, in accordance with the concept of substrate-dependent growth of microorganisms in culture (Trenkenshu, 2010 a, b). It has been shown that the use of depleted standard nutrient media F/2 and BG11 for intensive cultivation of Nanofrustulum shiloi for the purpose of biomass accumulation is impractical (Demirel et al., 2020; Grubisict et al., 2021). With an increase in the concentration of nutrients, the productivity of the crop increases (see Fig. 1). The maximum value of crop density in the stationary growth phase, just like productivity, depends on the concentration of nutrients in the environment.
Рассчитав доли биогенных элементов в биомассе по результатам химического анализа Nanofrustulum shiloi, была составлена оптимальная питательная среда для интенсивного культивирования (Табл. 1).Having calculated the proportions of nutrients in the biomass based on the results of chemical analysis of Nanofrustulum shiloi, an optimal nutrient medium for intensive cultivation was compiled (Table 1).
Выращивание осуществляли при круглосуточном освещении 11,5 клк в накопительном режиме в культиваторах с рабочей толщиной освещаемого слоя 2 см и 5 см. При таких условиях культивирования выход биомассы микроводоросли Nanofrustulum shiloi составляет 3,2 г сухого вещества на 1 л культуры в культиваторе с рабочей толщиной освещаемого слоя 2 см, и 2,2 г сухого вещества на 1 л культуры в культиваторе с рабочей толщиной освещаемого слоя 5 см (см. Фиг. 1 и Фиг. 2).Cultivation was carried out under round-the-clock illumination of 11.5 klx in cumulative mode in cultivators with a working thickness of the illuminated layer of 2 cm and 5 cm. Under such cultivation conditions, the yield of biomass of the microalgae Nanofrustulum shiloi is 3.2 g of dry matter per 1 liter of culture in a cultivator with a working thickness illuminated layer 2 cm, and 2.2 g of dry matter per 1 liter of culture in a cultivator with a working thickness of the illuminated layer 5 cm (see Fig. 1 and Fig. 2).
Способ культивирования бетопланктонной диатомовой водоросли Nanofrustulum shiloi реализуется следующим образом.The method of cultivating the betoplanktonic diatom Nanofrustulum shiloi is implemented as follows.
Для культивирования используют диатомовую водоросль Nanofrustulum shiloi, коллекционное хранение которой осуществляют на питательной среде F/2 при температуре 22±1°С. Для получения инокулята культуру водоросли в течение 7-8 дней выращивают методом накопительной культуры на среде F, в которой концентрации всех биогенных элементов увеличены в пять раз (5F) при освещении 6 клк и при непрерывном барботаже воздухом (1 л⋅мин-1⋅л-1 культуры).For cultivation, the diatom Nanofrustulum shiloi is used, the collection storage of which is carried out on the F/2 nutrient medium at a temperature of 22±1°C. To obtain the inoculum, the algae culture is grown for 7-8 days using the enrichment culture method on medium F, in which the concentrations of all nutrients are increased five times (5F) under illumination of 6 klx and with continuous air bubbling (1 l⋅min -1 ⋅l -1 culture).
Для засева культиваторов используют активно делящуюся культуру, взятую на линейной стадии роста, когда ее продуктивность максимальна. Суспензию клеток вносят в культиваторы из такого расчета, чтобы начальная плотность культур составляла не менее 0,1-0,2 г сухого вещества на 1 л культуры. Процесс культивирования осуществляют на модифицированной питательной среде (Табл. 1).For seeding cultivators, an actively dividing crop is used, taken at the linear stage of growth, when its productivity is maximum. The cell suspension is added to the cultivators in such a way that the initial density of the cultures is at least 0.1-0.2 g of dry matter per 1 liter of culture. The cultivation process is carried out on a modified nutrient medium (Table 1).
Пример 1Example 1
Для культивирования использовали вид Nanofrustulum shiloi, обнаруженный в обрастании полимерных материалов в полузакрытой части Карантинной бухты крымского прибрежья Черного моря (44036 56``N; 33°30 10``Е) (Blaginina, Ryabushko, 2021).For cultivation, we used the species Nanofrustulum shiloi, found in the fouling of polymer materials in the semi-closed part of Karantinnaya Bay of the Crimean coast of the Black Sea (44 0 36 56``N; 33°30 10``E) (Blaginina, Ryabushko, 2021).
Для получения инокулята культуру в течение 10 суток выращивали методом накопительной культуры в колбах объемом 1 л при освещении 6 клк на питательной среде F, в которой концентрации всех биогенных элементов увеличены в пять раз (5F). Полученную культуру использовали в качестве инокулята.To obtain the inoculum, the culture was grown for 10 days using the enrichment culture method in 1-liter flasks under illumination of 6 klx on nutrient medium F, in which the concentrations of all nutrients were increased fivefold (5F). The resulting culture was used as an inoculum.
Культуру переносили в культиваторы плоскопараллельного типа объемом Зле рабочей толщиной слоя 5 см, содержащие предлагаемую в изобретении питательную среду, оптимальную по соотношению биогенных элементов, приготовленную на основе стерильной морской воды с соленостью 17%: Na2SiO3 × 9H2O - 0,150, NaNO3 - 0,3875, NaH2PO4 × 2H2O - 0,045, Na2EDTA - 0,017, FeSO4 × 7H2O - 0,010, NaMoO4 × H20 - 1,2⋅10-5; CuSO4 × 5 H2O - 2,8⋅10-5, ZnSO4 × 7 H2O - 4,4⋅10-5, CoCl2 × 6 H2O - 2⋅10-5, MnCl2 × 4 H2O - 3,6⋅10-5, концентрация биогенных элементов в которой рассчитаны на 3 г⋅л-1 сухой массы, и продолжали выращивать в течение 20 суток при освещении 11,5 клк и непрерывном барботаже воздухом со скоростью 1 л⋅мин-1⋅л-1 культуры, и при температуре 22±1°С до плотности 2,2 г сухой биомассы на 1 л культуры. Выход сухой биомассы в стационарной фазе роста составил 2,2 г на 1 л культуры.The culture was transferred to plane-parallel type cultivators with a volume of 3 cm, a working layer thickness of 5 cm, containing the nutrient medium proposed in the invention, optimal in terms of the ratio of nutrients, prepared on the basis of sterile sea water with a salinity of 17%: Na 2 SiO 3 × 9H 2 O - 0.150, NaNO 3 - 0.3875, NaH 2 PO 4 × 2H 2 O - 0.045, Na 2 EDTA - 0.017, FeSO 4 × 7H 2 O - 0.010, NaMoO 4 × H 2 0 - 1.2⋅10 -5 ; CuSO 4 × 5 H 2 O - 2.8⋅10 -5 , ZnSO 4 × 7 H 2 O - 4.4⋅10 -5 , CoCl 2 × 6 H 2 O - 2⋅10 -5 , MnC l2 × 4 H 2 O - 3.6⋅10 -5 , the concentration of nutrients in which is calculated for 3 g⋅l -1 dry mass, and continued to be grown for 20 days under illumination of 11.5 klx and continuous air bubbling at a speed of 1 l⋅ min -1 ⋅l -1 of culture, and at a temperature of 22±1°C to a density of 2.2 g of dry biomass per 1 liter of culture. The yield of dry biomass in the stationary growth phase was 2.2 g per 1 liter of culture.
Пример 2Example 2
Активно делящуюся культуру водоросли Nanofrustulum shiloi, взятую на линейной стадии роста, когда ее продуктивность максимальна, переносили в культиваторы плоскопараллельного типа объемом 2 л с рабочей толщиной слоя 2 см, содержащие модифицированную питательную среду на основе стерилизованной морской воды с соленостью 17%, состав которой соответствует составу питательной среды в Примере 1, и продолжали выращивать в течение 20 суток при освещении 11,5 клк и непрерывном барботаже воздухом со скоростью 1 л⋅мин-1⋅л-1 культуры, и при температуре 22±1°С. В стационарной фазе роста плотность культуры достигла 3,2 г⋅л-1 сухой биомассы, что соответствовало ожидаемому значению максимальной плотности культуры, поскольку в эксперименте использовали предлагаемую питательную среду, рассчитанную на 3 г⋅л-1.An actively dividing culture of the algae Nanofrustulum shiloi, taken at the linear stage of growth, when its productivity is maximum, was transferred to plane-parallel type cultivators with a volume of 2 l with a working layer thickness of 2 cm, containing a modified nutrient medium based on sterilized sea water with a salinity of 17%, the composition of which corresponds to composition of the nutrient medium in Example 1, and continued to grow for 20 days under illumination of 11.5 klx and continuous air bubbling at a rate of 1 l⋅min -1⋅l -1 of the culture, and at a temperature of 22±1°C. In the stationary growth phase, the density of the culture reached 3.2 g⋅l -1 of dry biomass, which corresponded to the expected value of the maximum density of the culture, since the proposed nutrient medium designed for 3 g⋅l -1 was used in the experiment.
Таким образом, предложенная питательная среда и условия культивирования диатомовой водоросли Nanofrustulum shiloi обеспечивают продуктивность по биомассе в 10 раз выше, чем в известном способе. Предложенный способ является эффективным и может быть положен в основу промышленного культивирования диатомовой водоросли Nanofrustulum shiloi.Thus, the proposed nutrient medium and cultivation conditions for the diatom Nanofrustulum shiloi provide biomass productivity 10 times higher than in the known method. The proposed method is effective and can be used as the basis for the industrial cultivation of the diatom Nanofrustulum shiloi.
Работа выполнена в рамках темы госзадания №121030300149-0 "Исследование механизмов управления продукционными процессами в биотехнологических комплексах с целью разработки научных основ получения биологически активных веществ и технических продуктов морского генезиса"The work was carried out within the framework of the topic of state assignment No. 121030300149-0 "Research of mechanisms for controlling production processes in biotechnological complexes in order to develop the scientific basis for obtaining biologically active substances and technical products of marine origin"
Источники информации:Information sources:
1. Тренкеншу Р.П. Простейшие модели роста микроводорослей. 5. Скорость энергообмена // Экология моря. - 2010 а. - Спец. вып. 80: Биотехнология водорослей. - С. 79-84.1. Trenkenshu R.P. The simplest models of microalgae growth. 5. Energy exchange rate // Ecology of the sea. - 2010 a. - Special issue 80: Algae biotechnology. - P. 79-84.
2. Тренкеншу Р.П. Простейшие модели роста микроводорослей. 6. Предельные скорости роста // Экология моря. - 2010 б. - Спец. вып. 80: Биотехнология водорослей. - С. 85-91.2. Trenkenshu R.P. The simplest models of microalgae growth. 6. Limiting growth rates // Ecology of the sea. - 2010 b. - Special issue 80: Algae biotechnology. - pp. 85-91.
3. Blaginina A., Ryabushko L. Finding of a rare species of diatom Nanofrustulum shiloi (Lee, Reimer et Mcenery) Round, Hallsteinsen & Paasche, 1999 in the periphyton of the coastal waters of the Black Sea // International Journal on Algae. - 2021. - Vol. 23, iss. 3. - P. 247-256. doi:10.1615/InterJAlgae.v23.i3.40.3. Blaginina A., Ryabushko L. Finding of a rare species of diatom Nanofrustulum shiloi (Lee, Reimer et Mcenery) Round, Hallsteinsen & Paasche, 1999 in the periphyton of the coastal waters of the Black Sea // International Journal on Algae. - 2021. - Vol. 23, iss. 3. - P. 247-256. doi:10.1615/InterJAlgae.v23.i3.40.
4. Demirel Z., Imamoglu E., Dalay M.C. Growth kinetics of Nanofrustulum Shiloi under different mixing conditions in flat-plate photobioreactor // Brazilian Archives of Biology and Technology. - 2020. - Vol. 63, iss. 4. - P. 1-8.4. Demirel Z., Imamoglu E., Dalay M.C. Growth kinetics of Nanofrustulum Shiloi under different mixing conditions in flat-plate photobioreactor // Brazilian Archives of Biology and Technology. - 2020. - Vol. 63, iss. 4. - P. 1-8.
http://dx.doi.org/10.1590/1678-4324-2020190201.http://dx.doi.org/10.1590/1678-4324-2020190201.
5. A., Karatas. A.B., Demir D., Demirel Z., M., Conk-Dalay M. Manipulation in culture conditions of Nanofrustulum shiloi for enhanced fucoxanthin production and isolation by preparative chromatography // Molecules. - 2023. - Vol. 28, iss. 4. - P. 1-17. https://doi.org/10.3390/molecules28041988.5. A., Karatas. AB, Demir D., Demirel Z., M., Conk-Dalay M. Manipulation in cultural conditions of Nanofrustulum shiloi for enhanced fucoxanthin production and isolation by preparative chromatography // Molecules. - 2023. - Vol. 28, iss. 4. - P. 1-17. https://doi.org/10.3390/molecules28041988.
6. M., В., Z., Z., Vrana I., В., R., M.I. Bioprospecting of microalgae isolated from the Adriatic Sea: characterization of biomass, pigment, lipid and fatty acid composition, and antioxidant and antimicrobial activity // Molecules. - 2022. - Vol. 27, iss. 4. - P. 1-27. https://doi.org/10.3390/molecules27041248.6. M., IN., Z., Z., Vrana I., IN., R., MI Bioprospecting of microalgae isolated from the Adriatic Sea: characterization of biomass, pigment, lipid and fatty acid composition, and antioxidant and antimicrobial activity // Molecules. - 2022. - Vol. 27, iss. 4. - P. 1-27. https://doi.org/10.3390/molecules27041248.
7. Guillard R.R.L., Ryther J. Studies on marine planktonic diatoms. I. Cyclotella nana husted and Detonula confervacea (cleve) gran // Canadian Journal of Microbiology. - 1963. - Vol. 8, iss. 2. - P. 229-239. https://doi.org/10.1139/m62-029.7. Guillard R.R.L., Ryther J. Studies on marine planktonic diatoms. I. Cyclotella nana husted and Detonula confervacea (cleve) gran // Canadian Journal of Microbiology. - 1963. - Vol. 8, iss. 2. - P. 229-239. https://doi.org/10.1139/m62-029.
8. Stanier R.Y., Kunisawa R., Mandel M., Cohen-Bazire G. Purification and properties of unicellular blue-green algae (order Chroococcales) // Bacteriological Reviews. - 1971. - Vol. 35, iss. 2. - P. 171-205. doi: 10.1128/br.35.2.171-205.1971.8. Stanier R.Y., Kunisawa R., Mandel M., Cohen-Bazire G. Purification and properties of unicellular blue-green algae (order Chroococcales) // Bacteriological Reviews. - 1971. - Vol. 35, iss. 2. - P. 171-205. doi: 10.1128/br.35.2.171-205.1971.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2809513C1 true RU2809513C1 (en) | 2023-12-12 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2582182C2 (en) * | 2014-09-25 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт морских биологических исследований им. А.О.Ковалевского РАН" (ФГБУН ИМБИ) | METHOD OF PRODUCING BIOMASS OF DIATOMACEOUS ALGAE Cylindrotheca closterium |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2582182C2 (en) * | 2014-09-25 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт морских биологических исследований им. А.О.Ковалевского РАН" (ФГБУН ИМБИ) | METHOD OF PRODUCING BIOMASS OF DIATOMACEOUS ALGAE Cylindrotheca closterium |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| EUGENIA A. SAR, INES SUNESEN "Nanofrustulum shiloi (Bacillariophyceae) from the Gulf of San Matias (Argentina): morphology, distribution and comments about nomenclature", 2003, Nova Hedwigia, N 77(3-4), p. 399-406. DEMIREL Z. et al. "Growth kinetics of Nanofrustulum shiloi under different mixing conditions in flat-plate photobioreactor";Brazilian archives of biology and technology, 2020, v. 63, e20190201, p. 1-8. * |
| GRUBISIC M. et al "Bioprospecting of microalgae isolated from the Adriatic Sea: characterization and antimicrobial activity"; Moleculs, 2022, v. 27, iss 4, p. 1-27. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Praveen et al. | Photosynthetic aeration in biological wastewater treatment using immobilized microalgae-bacteria symbiosis | |
| KR101577820B1 (en) | Novel culture process for a heterotrophic microalga | |
| Çelekli et al. | Modeling of biomass production by Spirulina platensis as function of phosphate concentrations and pH regimes | |
| Barghbani et al. | Investigating the effects of several parameters on the growth of Chlorella vulgaris using Taguchi's experimental approach | |
| Yongmanltchal et al. | Growth and eicosapentaenoic acid production by Phaeodactylum tricornutum in batch and continuous culture systems | |
| US8673619B2 (en) | Production of cyanobacterial or algal biomass using chitin as a nitrogen source | |
| Rossignol et al. | Comparison of two membrane–photobioreactors, with free or immobilized cells, for the production of pigments by a marine diatom | |
| Lebeau et al. | Biotechnology of immobilized micro algae: a culture technique for the future | |
| Iamtham et al. | Biofixation of CO2 from a power plant through large-scale cultivation of Spirulina maxima | |
| Silva-Aciares et al. | Comparisons of the growth of six diatom species between two configurations of photobioreactors | |
| US10173913B2 (en) | Process of treating buchu mercaptan production wastewater using microalgae and chitin as a nitrogen source | |
| CN1607908A (en) | Use of a single-cell protein as feed for fish and shellfish | |
| RU2809513C1 (en) | Method of obtaining biomass of diatom algae nanofrustulum shiloi | |
| CN106010969B (en) | Large-scale culture method of flagellates palmeri for phagocytosing microcystis | |
| Lebeau et al. | A new photobioreactor for continuous marennin production with a marine diatom: influence of the light intensity and the immobilised-cell matrix (alginate beads or agar layer) | |
| Velichkova et al. | Treatment of wastewater originating from aquaculture and biomass production in laboratory algae bioreactor using different carbon sources | |
| Zibarev et al. | Use of Chlorella sorokiniana (Chlorellaceae, Chlorellales) microalgae for purification of brewing-industry wastewaters | |
| Trinh | Comparison of Growth of Chlorella vulgaris in Flat-Plate Photobioreactor Using Batch, Fed-Batch, and Repeated Fed-Batch Techniques with Various Concentrations of Walne Medium | |
| Imamoglu et al. | Semi-continuous cultivation of Haematococcus pluvialis for commercial production | |
| Plengsakul et al. | Plastic media reduced algal wall-growth of Chlorococcum humicola for the cultivation in internal-loop airlift photobioreactor | |
| Ibrahim et al. | Biological Co-existence of the Microalgae–Bacteria System in Dairy Wastewater using photo-bioreactor | |
| Wongsnansilp et al. | Evaluation of common wastewaters on the growth of alga Spirulina | |
| Lowrey et al. | Investigation of heterotrophic cultivation potential of Chlorella vulgaris and Tetraselmis chuii in controlled environment wastewater growth media from dairy, poultry and aquaculture industries | |
| US20160002588A1 (en) | Solid phase based high yield biofuel technology | |
| US20160376543A1 (en) | Method of culturing algae |