Effet de la concentration d'azote sur la croissance et la synthèse de produits bioactifs d'algues violettes dans des conditions de lumière verte
Porphyridium cruentum est une algue rouge unicellulaire relativement primitive appartenant à la famille des Porphyridiaceae et au genre Porphyridium. C'est la seule microalgue unicellulaire de l'embranchement des macroalgues. Les algues violettes peuvent synthétiser des substances bioactives telles que des phycobiliprotéines, des acides gras polyinsaturés (AGPI) et des polysaccharides extracellulaires à base d'esters de sulfate. Ismail et al. ont utilisé des phycobiliprotéines pour produire des nanoparticules d'argent, et les résultats expérimentaux ont montré que les particules présentaient des activités antibactériennes, antioxydantes et antivirales plus fortes que les phycobiliprotéines d'origine. En ce qui concerne les AGPI, un grand nombre d'études cliniques ont confirmé que la consommation d'AGPI peut favoriser le développement des cellules et des tissus nerveux, réduire l'incidence des tumeurs, des maladies cardiovasculaires et d'autres maladies chroniques. Le polysaccharide de sulfate d'algue pourpre possède diverses fonctions biologiques, telles que des propriétés antivirales, antiradiation, antioxydantes et anticancéreuses. Par conséquent, le développement de substances bioactives à partir d'algues violettes est d'une grande importance pour le développement d'industries telles que la biomédecine, les cosmétiques et les aliments de santé en Chine.
Des études antérieures ont montré que, par rapport à d'autres sources lumineuses telles que les lampes à incandescence et les lampes aux halogénures métalliques, les lampes à diodes électroluminescentes (LED) ont une durée de vie plus longue (environ 5 000 heures) et un processus de production plus respectueux de l'environnement. Elles ont été largement utilisées pour la culture des microalgues. Notre groupe de recherche a récemment découvert que Porphyrium cruentum (FJ-12) se développe mieux sous une lumière LED verte que sous une lumière LED bleue, rouge ou blanche. Par conséquent, la source lumineuse utilisée pour la culture des algues violettes dans cette étude était la lumière LED verte.
Certaines études indiquent qu'il existe une corrélation significative entre les caractéristiques de croissance des cellules d'algues pourpres et la production de leurs substances actives, ainsi que la concentration des sources d'azote. Guih é neuf et al. ont constaté que, par rapport à des conditions de carence en azote, les algues violettes peuvent promouvoir la synthèse de phycoérythrine ou de phycobiliprotéine dans des conditions riches en azote (1g/L) ; cependant, dans des conditions de carence en azote, les algues violettes sont bénéfiques pour la synthèse des AGPI et la sécrétion de polysaccharides extracellulaires. Des études antérieures ont également donné des résultats similaires. Ces études suggèrent que la concentration d'azote régule l'équilibre du métabolisme des protéines, des huiles et des glucides dans les organites cellulaires des microalgues, affectant ainsi la direction des substances stockées par les microalgues. Comme l'ont montré des recherches antérieures, la régulation de l'azote ne peut réguler que la synthèse de la phycocyanine ou des AGPI et des polysaccharides extracellulaires par Porphyromonas reinhardtii. Par conséquent, il est très important de réguler les conditions du processus de culture de Porphyromonas reinhardtii, afin que son métabolisme dans le corps soit dans un état d'équilibre optimal, et de parvenir ainsi à la synthèse synergique de la phycocyanine, des AGPI et des polysaccharides extracellulaires.
Des études ont montré que dans des conditions de qualité de lumière défavorables, le niveau des espèces réactives de l'oxygène (ROS) dans les microalgues augmente, accélérant l'oxydation ou la dégradation de la phycoérythrine ou de la phycobiliprotéine, réduisant l'absorption des photons de lumière et affectant l'efficacité de la récolte de la lumière et la photosynthèse. Nos recherches préliminaires ont montré que la lumière verte des LED est la qualité de lumière la plus appropriée pour la culture de Porphyridium cruentum (FJ-12). Il est donc nécessaire d'étudier les effets de différentes concentrations de sources d'azote sur la croissance et la synthèse de substances actives chez les algues violettes dans des conditions de lumière verte LED. Recherche du processus de culture le plus approprié pour la synthèse synergique de la phycocyanine, des AGPI et des polysaccharides extracellulaires de Porphyromonas aeruginosa. À l'heure actuelle, aucune recherche dans ce domaine n'a encore été rapportée. Sur la base des recherches existantes de notre groupe de recherche, Porphyridium cruentum (FJ-12) a été choisi comme espèce d'algue. Dans des conditions de lumière verte LED, les effets de différentes concentrations de source d'azote sur la croissance des cellules de Porphyridium cruentum et la synthèse de phycobiliprotéines, d'AGPI et de polysaccharides sulfatés extracellulaires ont été systématiquement évalués afin de résoudre le goulot d'étranglement technique de la synthèse synergique de substances bioactives par Porphyridium cruentum et de fournir une base pratique pour la culture industrielle de la synthèse synergique de substances bioactives par Porphyridium cruentum.

Dans des conditions de lumière verte LED, les effets de différentes concentrations d'azote (0, 0,5, 1 et 1,5 g/L) sur la croissance et la synthèse de produits actifs dans les cellules d'algues violettes ont été étudiés. Les résultats expérimentaux ont montré que la biomasse maximale des cellules d'algues violettes (3,09 g/L) pouvait être obtenue sous une concentration d'azote de 1 g/L. Sous des concentrations d'azote de 1 g/L et 1,5 g/L, les cellules d'algues violettes peuvent atteindre des concentrations et des rendements plus élevés d'APC, de B-PE, de R-PC, de polysaccharides extracellulaires, d'ARA et d'EPA. En outre, contrairement à d'autres études antérieures, cette étude n'a pas montré de tendance à la baisse dans la synthèse de ces substances actives par Porphyromonas sp. dans des conditions de forte concentration d'azote sous une lumière verte LED. La synthèse synergique des phycobiliprotéines, des polysaccharides sulfatés extracellulaires et des AGPI par Porphyromonas sp. peut être réalisée, fournissant ainsi une base pratique pour le développement de substances bioactives dans l'aquaculture à grande échelle de Porphyromonas sp.