تاثیر شرایط محیطی مختلف در میزان بهینه تراکم سلولی، تولید زیست توده، ‌تولید لیپید و بیودیزل در میکروجلبک Desmodesmus

فیزیولوژی محیطی گیاهی

دوره 17، شماره 68، دی 1401، صفحه 37-54   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/iper.2022.1946872.1754

نویسندگان

محمد نیازخانی¹؛ احمد محمدی^{* 2}؛ حمید مشهدی³؛ فهیمه محمودنیا⁴

¹گروه مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی ، اراک ، ایران

²گروه مکانیک بیوسیستم . دانشکده کشاورزی واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی .اراک، ایران

³گروه مکانیک بیوسیستم . دانشکده کشاورزی. واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی . اراک، ایران

⁴دانشگاه شهید بهشتی قم، قم، ایران،

چکیده

میکروجلبک‌ها گروه بزرگی از موجودات ساده می‌باشند که در صنایع دارویی، آرایشی، بهداشتی، غذایی و تولید بیودیزل نقش دارند. میزان رشد میکروجلبک‌ها تحت تاثیر شرایط محیط فیزیکی و شیمیایی محیط رشد قرار می گیرد. در مقیاس تجاری به منظور دستیابی به بالاترین میزان زیست توده و یا افزایش میزان تولید سوخت زیستی، استفاده از محیط‌های کشت با ترکیبات مناسب ضروری است. بنابراین در این پژوهش تاثیر مقادیر مختلف دما، شدت تابش نور،‌مدت تابش نور،‌ شوری و اسیدیته بر تراکم سلولی، تولید زیست توده،‌ تولید لیپید و بیودیزل میکروجلبک Desmodesmus بررسی شد. در این مطالعه بهترین دما برای افزایش تراکم سلولی جلبک دسمودسموس، دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد، شدت نور ۴۵۰۰ لوکس، 17 ساعت نوردهی، شوری برابر با ppm ۵ و pH ۸ به دست آمد. بیشترین میزان زیست توده تولیدی در شدت تابش نور ۳۰۰۰ لوکس،‌مدت تابش برابر با ۱۸ ساعت، شوری برابر با ppm ۵ و pH برابر با ۹ به دست آمد. بالاترین میزان تولید لیپید در دمای ۲۶ درجه سانتی گراد، شدت تابش نور برابر با ۴۲۰۰ لوکس، مدت تابش برابر با ۱۶ ساعت، شوری برابر با ppm ۱۲ و pH برابر با ۹ بود. بالاترین بیودیزل تولید شده در دمای ۲۶ درجه سانتی گراد، شدت تابش نور ۴۲۰۰ لوکس، مدت تابش نور برابر با ۱۶ ساعت، شوری برابر با ۱۱ و اسیدیته برابر با ۹ مشاهده گردید.

کلیدواژه‌ها

اسیدیته محیط؛ سوخت زیستی؛ ‌ شدت تابش؛ ‌‌ شوری؛ دما

مراجع

Afsharbakhsh M., Mohammadi, A., Mashadi, H. and Mahmoudnia, F. (2020). Effect of culture medium temperature and pH on performance of micro algae of Spirolinaplatensis in vertical photobioreactor. System Researches and Agriculture Mechanisation, 21(76): 99-116. (in Persian)

Andersen, R.A.  (2005). Algal culturing techniques. Elsevier, Amsterdam, 578 pp.

Chaudhary R., Khattar J.I.S. and Singh D.P. (2017). Growth and lipid production by Desmodesmus subspicatus and potential of lipids for biodiesel production. Journal of Energy and Environmental Sustainability, 26(3): 58-63.

Dai C., Tao J., Xie F., Dai, Y.J. and Zhao M. (2007). Biodiesel generation oleaginous yeast Rhodotorula glutinis with xylose assimilating capacity. African Journal of Biotechnology, 6(18):2130-2134.

Deniz I. (2020). Determination of growth conditions for Chlorella vulgaris. Mar.sci. Tech. Bull. 9(2): 114-117.

El-Fadaly, H., El-Ahmady, N. and Marvan, E.M. (2009). Single cell oil production by an oleaginous yeast strain in a low cost cultivation medium. Research Journal of Microbiology, 4(8):301-313.

Fabregas J., Domingue A., Regueiro M., Maseda A., and Otero, A. (2000). Optimazation of culture medium for the continuous cultivation of the microalgae Haematococcus pluvialis. Journal of Microbiology and Biotechnology, 53 (5): 530- 5.

Hegewald, E.  (1997).  Taxonomy and phylogeny of Scenedesmaceae Algae. 12:235-246.

Imamogul, E., Sukan, F.V. and Dalay, M.C. (2007). Effect of different culture media and light intensities on growth of Haematococcus  pluvialis. Natural Enginrring Science, 3 (1): 05- 09.

Kiaei, E., Soltani, N., Mazaheri Assadi, M., Khavarinegad, R., and Dezfulian, M. (2013). Study of optimal conditions in order to the use of the cyanobacteria Synechococcus sp. ISC106 as a candidate for biodiesel production. Journal of Aquatic Ecology. 2(4): 40-51.

Malek Ahmadi, F., Khavari Nejad, R., Soltani, N., Najafi, F., and Nejad atari, T. (2019). Investigation of physiological properties of green algae in order to use them as biodiesel fuel. Plant Environmental Physiology, 14 (1): 30-46.

Matusiak-Mikulin, K., Tukaj, C. and Tuka, Z. (2007). Relatinships between growth, development and photosynthetic activity during the cell cycle of Desmodesmus armatus (Chlorophyta) in synchronous cultures. European Journal of Phycology, 41(1):38-49

Moreno-Garrido, I. (2008). Microalgae immobilization: Current  techniques  and uses.  Bio  resource  Technology,  99:  3949-3964.

Meireles, L.C., Catarina, A., Guedes, A.C. and Malcata, F.X. (2003).  Lipid  class composition  of  the  microalgae  Pavlova  lutheri:  Eicosapentaenoic  and Docosahexaenoic  acids.  Agriculture  Food  Chemistry,  51: 2237-2241.

Naderi Farsani, M., Meshkini, S. and Manaffar, R. (2013). Investigation of optimal growth and nutritional value of two micro algae Hematococcus and Desmodesmus in different culture media. Journal of microorganism biology, 14: 49-60 (In Persian).

Naderi Farsani, M., Meshkini, S., Manaffar, R. and Banayi, M. (2015). Effects of different level of nitrogen on growth and lipid contents of two species of freshwater micro algae (Desmodesmus cunaetus and Haematococcus sp). Utilization and culture of water organism, 4(1): 15-27.

Najafi, B., Torkian, M., Hejazi, M.A., and Zamzamian, A.A. (2012). Effect of Microalgae Biodiesel on Performance Parameters and Exhaust Emissions from IDI Diesel Engine. Fuel and Combustion. 4(2): 29-42.

Nzayisenga, J., Farge, X., Groll, S.L. and Sellstedt, A. (2020). Effects of light intensity on growth and lipid production in microalgae grown in wastewater. Biotechnology for Biofuels, 13(4):135-147

Ratledge,  C.  and Cohen, Z. (2008).  Microbial  and  algal  oils:  Do  they  have  a future  for  biodiesel  or  as  commodity  oils? Technology, 20(7):  155-160

Rostami, S., Ghobadian, B., Savadkouhi, L., and Ebrahimi, R. (2010). Experimental Investigation of Effect of Injection Pressure on Performance of a Diesel Engine Using Blends of Biodiesel and Diesel. The Journal of Engine Research. 21: 73-83.

Sanchez, S., Martinez, E. and Espinola, F. (2000). Biomass production and biochemicalvariability of the marine microalgae Isochrysis galbana in relation to culturemedium. Biochemistry Enginering, 6(1): 13- 18.

Wang, S., Cao, M., Wand, B., Deng, R., Gao, Y. and Liu, P. (2019). Optimization of growth requirement and scale-up cultivation of freshwater algae Desmodesmus armatus using response surface methodology. Aquaculture Research, 50(11): 3313-3325.

Xin, L., Hong-Ying, H., Jia, Y. and Yin-Hu, W. (2010). Enhancement effect of ethyl-2-methyl acetoacetate on triacylglycerols production by a freshwater microalga, Scenedesmus sp. LX1. Bioresource Technology, 101(24): 9819-21.