Azot konsantrasyonunun yeşil ışık koşulları altında mor alglerin büyümesi ve biyoaktif ürünlerin sentezi üzerindeki etkisi
Porphyridium cruentum, Porphyridiaceae familyasına ve Porphyridium cinsine ait nispeten ilkel tek hücreli kırmızı bir algdir. Makroalg filumundaki tek tek hücreli mikroalgdir. Mor algler, fikobiliproteinler, çoklu doymamış yağ asitleri (PUFA'lar) ve sülfat ester hücre dışı polisakkaritler gibi biyoaktif maddeleri sentezleyebilir. Ismail ve arkadaşları gümüş nanopartiküller üretmek için fikobiliproteinleri kullanmış ve deneysel sonuçlar partiküllerin orijinal fikobiliproteinlerden daha güçlü antibakteriyel, antioksidan ve antiviral aktiviteler sergilediğini göstermiştir. PUFA'lar için, çok sayıda klinik çalışma PUFA'ların tüketilmesinin sinir hücrelerinin ve dokularının gelişimini destekleyebileceğini, tümörlerin, kardiyovasküler hastalıkların ve diğer kronik hastalıkların görülme sıklığını azaltabileceğini doğrulamıştır. Mor alg sülfat polisakkaritinin antiviral, anti radyasyon, antioksidan ve antikanser gibi çeşitli biyolojik işlevleri vardır. Bu nedenle, mor alglerden biyoaktif maddelerin geliştirilmesi, Çin'de biyotıp, kozmetik ve sağlıklı gıda gibi endüstrilerin gelişimi için büyük önem taşımaktadır.
Önceki çalışmalar, akkor lambalar ve metal halide lambalar gibi diğer ışık kaynaklarıyla karşılaştırıldığında, ışık yayan diyot (LED) lambaların daha uzun ömürlü (yaklaşık 50000 saat) ve daha çevre dostu bir üretim sürecine sahip olduğunu göstermiştir. Mikroalg yetiştirmek için yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Araştırma grubumuz yakın zamanda Porphyrium cruentum'un (FJ-12) mavi, kırmızı ve beyaz LED ışıklara kıyasla yeşil LED ışık koşulları altında en iyi şekilde büyüdüğünü tespit etmiştir. Bu nedenle, bu çalışmada mor alg yetiştirmek için kullanılan ışık kaynağı LED yeşil ışıktır.
Mor alg hücrelerinin büyüme özellikleri ve aktif maddelerinin üretimi ile azot kaynaklarının konsantrasyonu arasında önemli bir korelasyon olduğunu gösteren çalışmalar vardır. Guih é neuf ve arkadaşları, azot eksikliği olan koşullarla karşılaştırıldığında, mor alglerin azot bakımından zengin koşullar altında (1g/L) fikoeritrin veya fikobiliprotein sentezini teşvik edebildiğini; ancak azot eksikliği olan koşullar altında mor alglerin PUFA'ların sentezi ve hücre dışı polisakkaritlerin salgılanması için faydalı olduğunu bulmuştur. Önceki çalışmalar da benzer sonuçlar vermiştir. Bu çalışmalar, azot konsantrasyonunun mikroalg hücre organellerinde protein, yağ ve karbonhidrat metabolizması dengesini düzenlediğini ve mikroalg depolanan maddelerin yönünü etkilediğini göstermektedir. Önceki araştırmaların gösterdiği gibi, azot düzenlemesi sadece Porphyromonas reinhardtii tarafından fikosiyanin veya PUFA'ların ve hücre dışı polisakkaritlerin sentezini düzenleyebilir. Bu nedenle, Porphyromonas reinhardtii'yi yetiştirmek için işlem koşullarını düzenlemek çok gereklidir, böylece vücuttaki metabolizması en uygun denge durumundadır ve böylece fikosiyanin, PUFA'lar ve hücre dışı polisakkaritlerin sinerjik sentezini elde eder.
Çalışmalar, elverişsiz ışık kalitesi koşulları altında mikroalglerdeki reaktif oksijen türlerinin (ROS) seviyesinin arttığını, fikoeritrin veya fikobiliproteinin oksidasyonunu veya bozulmasını hızlandırdığını, ışık fotonlarının emilimini azalttığını ve ışık toplama verimliliğini ve fotosentezi etkilediğini göstermiştir. Ön araştırmamız, LED yeşil ışığın Porphyridium cruentum (FJ-12) yetiştiriciliği için en uygun ışık kalitesi olduğunu ortaya koymuştur. Bu nedenle, LED yeşil ışık koşulları altında mor alglerde farklı azot kaynağı konsantrasyonlarının büyüme ve aktif maddelerin sentezi üzerindeki etkilerinin incelenmesi gerekmektedir. Porphyromonas aeruginosa'dan fikosiyanin, PUFA'lar ve hücre dışı polisakkaritlerin sinerjik sentezi için en uygun yetiştirme sürecinin araştırılması. Şu anda, bu alandaki araştırmalar henüz rapor edilmemiştir. Araştırma grubumuzun mevcut araştırmalarına dayanarak, alg türü olarak Porphyridium cruentum (FJ-12) seçilmiştir. LED yeşil ışık koşulları altında, farklı azot kaynağı konsantrasyonlarının Porphyridium cruentum hücrelerinin büyümesi ve fikobiliproteinlerin, PUFA'ların ve hücre dışı sülfatlanmış polisakkaritlerin sentezi üzerindeki etkileri, Porphyridium cruentum tarafından biyoaktif maddelerin sinerjik sentezinin teknik darboğazını çözmek ve Porphyridium cruentum tarafından biyoaktif maddelerin sinerjik sentezinin endüstriyel yetiştiriciliği için pratik bir temel sağlamak için sistematik olarak değerlendirilmiştir.

LED yeşil ışık koşulları altında, farklı azot konsantrasyonlarının (0, 0.5, 1 ve 1.5 g/L) mor alg hücrelerinde büyüme ve aktif ürünlerin sentezi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deneysel sonuçlar, mor alg hücrelerinin maksimum biyokütlesinin (3.09g/L) 1g/L azot konsantrasyonu altında elde edilebileceğini göstermiştir; 1g/L ve 1.5g/L azot konsantrasyonları altında, mor alg hücreleri daha yüksek APC, B-PE, R-PC, hücre dışı polisakkaritler, ARA ve EPA konsantrasyonları ve verimleri elde edebilir. Ayrıca, önceki çalışmaların aksine, bu çalışma LED yeşil ışık altında yüksek azot konsantrasyonu koşullarında Porphyromonas sp. tarafından bu aktif maddelerin sentezinde bir azalma eğilimi göstermemiştir. Porphyromonas sp. tarafından fikobiliproteinlerin, hücre dışı sülfatlı polisakkaritlerin ve PUFA'ların sinerjik sentezini sağlayabilir ve Porphyromonas sp.'nin büyük ölçekli akuakültüründe biyoaktif maddelerin geliştirilmesi için pratik bir temel sağlayabilir.