STUDY OF CHEMICAL COMPOSITION AND PROPERTIES OF BIOMASS OF CHLORELLA SOROKINIANA UNDER INFLUENCE OF DIFFERENT PHYSICAL FACTORS
Аннотация
В работе представлены данные, касающиеся актуального вопроса переработки микроводорослей Сhlorella sorokiniana, богатство витаминного и аминокислотного состава которой обеспечивает ее питательную (вдвое больше по сравнению с соевым белком) и биологическую ценность. Приведены сведения об использовании хлореллы в качестве обогащающей добавки в пищевые продукты, для создания современной системы жизнеобеспечения пилотируемых космических кораблей. На основании анализа литературных данных по производству астаксантина рекомендовано учитывать установленный положительный эффект светового воздействия на микроводоросли, а варьированием состава питательной среды целенаправленно получать сухую массу микроводорослей с фиксированным содержанием липидов, белков и крахмала. Изучено влияние различных физических факторов на специфику протекания биохимических процессов в клетке и вариативность состава сухой биомассы при культивировании Сhlorella sorokiniana. Представлены экспериментальные результаты применения с указанной целью красного лазера (выходная мощность 1,6 мВт, длина волны 0,63 мкм), воздействия дневного света (интенсивность 2800 Лк), инфракрасного (мощность 250 Вт, интенсивность 14100 Лк) и ультрафиолетового (длина волны 280-315 нм) облучения образцов микроводоросли хлореллы. Наиболее значимые показатели концентрации белковых соединений (46,0 и 48,4% от сухой биомассы) характеризуют биомассу, полученную при воздействии дневного света и инфракрасного излучения; во втором случае дополнительно дана общая оценка жирнокислотного состава образца, представленного в основном ненасыщенными кислотами (77 мас.%). Повышенное содержание хлорофиллов, а (19,3 мг/г) и в (7,1 мг/г) и общих каротиноидов (2,8 мг/г) отличает биомассу на основе C. sorokiniana, выращенную при дневном свете. Выявлено, что ультрафиолетовое воздействие на образцы микроводоросли благоприятствует накоплению в сухом продукте сахаридов (до 430 мг/г). Полученные авторские данные позволяют подобрать подходящие условия для направленного проведения процесса культивирования Сhlorella sorokiniana в различном оптическом диапазоне и получать биомассу с заданным составом и свойствами.
Литература
Wong K.H., Cheung C.K. Nutritional evaluation of some subtropical red and green seaweeds: Part I – Proximate composition, amino acid profiles and some physico-chemicalproperties. Food Chem. 2000. V. 71. N 4. P. 475-482.
Popov A.S., Arapov V.M., Polyanskij K.K. Clorella is a promising ingredient. Molochnaya prom-st. 2009. N 7. P. 59-60 (in Russian).
Raman R., Mohamad S.E. Screening Factors Influencing the Pro-duction of Astaxanthin from Freshwater and Marine Microalgae. Appl. Biochem. Biotechnol. 2014. V. 172. Р. 2160-2174.
Escapa C., Coimbra R. N., Paniagua S. Comparison of the culture and harvesting of Chlorella vulgaris and Tetradesmus obliquus for the removal of pharmaceuticals from water. J. Appl. Phycol. 2017. V. 29. N 3. P. 1179-1193.
Kobayashi N., Noel E.A., Barnes A. Characterization of three Chlorella sorokiniana strains in anaerobic digested effluent from cattle manure. Biores. Technol. 2013. V. 150. P. 377-386.
Wang L., Min M., Li Y. Cultivation of green algae Chlo-rella sp. in different wastewaters from municipal wastewater treatment plant. Appl. Biochem. Biotechnol. 2009. V. 34. P. 174-182.
Singh S., Singh P. Effect of temperature and light on the growth of algae species: A rev. Renewable and Sustaina-ble Energy Reviews. 2015. V. 50. P. 431-444.
Cuaresma M., Janssen M., Vílchez C. Productivity of Chlorella sorokiniana in a short light-path (SLP) panel photobioreactor under high irradiance. Biotechnol. Bio-eng. 2009. V. 104. N 2. P. 352-359.
Politaeva N., Kuznetsova T., Smyatskaya Y., Trukhina E., Ovchinnikov F. Impact of various physical exposures on Chlorella Sorokiniana microalgae cultivation. Internat. J. Appl. Eng. Res. 2017. 12(21). P. 11488-11492.
Ramanna L., Guldhe A., Rawat I., Bux F. The optimiza-tion of biomass and lipid yields of Chlorella sorokiniana when using wastewater supplemented with different ni-trogen sources. Biores. Technol. 2014. V. 168. P. 127-135.
Carfagna S., Salbitani G., Bottone C. Cross-effects of nitrogen and sulphur starvation in Chlorella sorokiniana 211/8K. Natural Resourses. 2015. V. 6. P. 221-229.
Ol'shanskaya L.N., Sobgajda N.A., Tarushkina Yu.A. Phytoremediation technologies in the protection of hydro-sphere. Saratov: Saratov State Technical University. 2011. 136 p. (in Russian).
Ol'shanskaya L.N., Sobgaiyda N.A., Valiev R.Sh. Influ-ence of energy of external physical fields on kinetics and mechanism of phytoremediation of metal ions from pol-luted effluents. Ekologiya Promysh. Russ. 2014. N 1. P. 13-17 (in Russian).
Ol'shanskaya L.N., Sobgaiyda N.A., Tarushkina Yu.A., Stoyanov A.V. The influence of the magnetic field on the processes of extraction of heavy metals from waste by lemna. Khim. Neftegaz. Mashinostr. 2008. N 8. P. 41-43 (in Russian).
Ol'shanskaya L.N., Sobgaiyda N.A., Stoyanov A.V., Kuleshova M.L. Influence of magnetic field on the pro-cesses of extraction of heavy metals by lemna. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2010. V. 53. N 9. P. 87-91 (in Russian).
Ol'shanskaya L.N., Sobgaiyda N.A., Stoyanov A.V. The influence of electromagnetic radiation on the process of bioelectrochemical extraction of copper by eichornia. Ekologiya Promysh. Russ. 2011. N 2. P. 52-54 (in Rus-sian).
Gracia L., Cianca K., Montero L. Сarotenoids produc-tion of the microalgae Chlorella sorokiniana response to stress induced by uv-a radiation. IV Solabiaa Latin Amer-ican congress. November 8 - 13, 2015. Florianopolis Bra-zil.
Daliry S., Hallajisani A., Roshandeh J. Investigation of optimal condition for Chlorella vulgaris microalgae growth. Global J. Environ. Sci. Manag. 2017. V. 3. N 2. P. 217-230.
Politaeva N.A, Smyatskaya Yu.A., Slugin V.V., Toumi A., Bouabdelli M. Еffect of laser radiation on the cultiva-tion rate of themicroalga Chlorella sorokiniana as a source of biofuel. Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2018. P. 22-29.
Politaeva N.A, Smyatskaya Yu.A., Kuznetsova T.A., Ol'shanskaya L.N., Valiev R.Sh. The cultivation and us-ing of microalgae Chlorella and higher aquatic plants duckweed Lemna. Saratov: I.Ts. «Nauka». 2017. 125 p. (in Russian).
