Влияние компонентного состава питательной среды на синтез антиоксидантного комплекса Fragilariopsis kerguelensis
Effect of the component composition of the nutrient medium on the synthesis of the antioxidant complex Fragilariopsis kerguelensis

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

микроводоросли, антиоксидантный комплекс, питательная среда, кинетические параметры, рост биомассы, microalgae, antioxidant complex, nutrient medium, kinetic parameters, biomass growth

АННОТАЦИЯ

Авторы: Бабич Ольга Олеговна, Долганюк Вячеслав Федорович, Каширских Егор Владимирович

Микроводоросли все чаще рассматриваются как потенциальный источник природных антиоксидантных соединений в пищевой, косметической и нутрицевтической промышленности. Целью данной работы являлось изучение влияния компонентного состава питательной среды на синтез антиоксидантного комплекса (полисахаридов) микроводорослью Fragilariopsis kerguelensis. В результате эксперимента определен рациональный состав питательной среды и физико-химические условия культивирования психрофильной микроводоросли Fragilariopsis kerguelensis. Показано, что при культивировании микроводоросли Fragilariopsis kerguelensis на оптимизированной питательной среде ростовые характеристики и выход полисахаридов (антиоксидантного комплекса) увеличиваются в 1,9 раза в сравнении с культивированием Fragilariopsis kerguelensis на стандартной питательной среде Омаровой. Установлено, что максимальное накопление биомассы микроводоросли Fragilariopsis kerguelensis и максимальный выход полисахаридов наблюдался при температуре культивирования 5 °С – 2,93±0,08 г/л и 3,19±0,09 мкг/100 мг с.в. соответственно, а также при оптимальном соотношении значений рН в начале культивирования/рН в завершении культивирования равном 6,9/6,9. При снижении температуры культивирования до 0 °С и повышение до 10 °С, понижении или повышении соотношения значений рН в начале культивирования/рН в завершении культивирования приводило к снижению накопления биомассы и выхода полисахаридов микроводоросли Fragilariopsis kerguelensis. Определены кинетические параметры роста клеток, получены зависимости изменения расходов питательной среды. Установлено, что удельная скорость образования большинства метаболитов клетками микроводоросли Fragilariopsis kerguelensis в 5 оптимизированных экспериментах составила от 3,82·10^–8 до 5,11·10^–8 сут^–1. Скорость образования антиоксидантного комплекса полисахаридов микроводорослью Fragilariopsis kerguelensis составила 3,16·10^–8 сут^–1.

Abstract:

NAME: Effect of the component composition of the nutrient medium on the synthesis of the antioxidant complex Fragilariopsis kerguelensis
AUTOR: Babich Olga Olegovna, Dolganyuk Vyacheslav Fedorovich, Kashirskikh Egor Vladimirovich

Microalgae are increasingly seen as a potential source of natural antioxidant compounds in the food, cosmetic and nutraceutical industries. The purpose of this work was to study the effect of the component composition of the nutrient medium on the synthesis of the antioxidant complex (polysaccharides) by the microalgae Fragilariopsis kerguelensis. As a result of the experiment, the rational composition of the nutrient medium and the physicochemical conditions of culturing the psychrophilic microalgae Fragilariopsis kerguelensis were determined. When culturing Fragilariopsis kerguelensis microalgae on an optimized nutrient medium, growth characteristics and yield of polysaccharides (antioxidant complex) are shown to increase 1.9-fold compared to culturing Fragilariopsis kerguelensis on a standard Omarova nutrient medium. It was found that the maximum accumulation of microalgae biomass Fragilariopsis kerguelensis and the maximum yield of polysaccharides were observed at a culture temperature of 5 °C – 2,93±0,08 g/L and 3,19±0,09 μg/100 mg s.v., respectively, as well as at an optimal pH ratio at the beginning of cultivation/pH at the end of cultivation of 6.9/6.9. By lowering the culture temperature to 0 °C and increasing to 10 °C, lowering or increasing the pH ratio at the beginning of cultivation/pH at the end of cultivation led to a decrease in biomass accumulation and polysaccharide yield of Fragilariopsis kerguelensis microalgae. Kinetic parameters of cell growth were determined, dependencies of changes in nutrient medium flow rates were obtained. The specific rate of formation of most metabolites by Fragilariopsis kerguelensis microalgae cells in 5 optimized experiments was found to be between 3,82·10^–8 and 5,11·10^–8 days^–1. The rate of formation of antioxidant complex of polysaccharides by microalgae Fragilariopsis kerguelensis was 3,16·10^–8 days^–1.