Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,580

КУЛЬТИВИРОВАНИЕ МИКРОВОДОРОСЛИ С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ

Жумадилова Ж.Ш. 1 Сапаргалиева Г.М. 1 Изимбет А.П. 1 Байкенжеева А.Т. 1 Шорабаев Е.Ж. 1
1 Филиал «Прикладная микробиология» РГП «Институт микробиологии и вирусологии» КН МОН РК
Род Хлорелла (Сhlorella) относится к типу зеленых водорослей (Chlorophyta), порядку хлорококковых (Chlorococcales) и семейству хлорелловых (Сhlorellaceae). Род хлорелла включает в себя ряд видов одноклеточных водорослей с хроматофорами зеленого цвета и диаметром клеток от 1,5 до 10 микрон. В последние годы ее начали применять в качестве дополнительной кормовой добавки в питании сельскохозяйственных животных и птиц. В связи с этим задачей данных исследований является подобрать и культивировать эффективного штамма в лабораторных условьях для получения биомассы. При выполнении исследований были использованы штаммы ARU-04, ARU-07 и Штамм А. По результатам проведенных работ был подобран штамм ARU-07. Они отличаются планктонными свойствами, то есть возможностью свободного парения и равномерного распределения клеток в культуральной среде. Область применения сельское хозяйства.
Хлорелла
биомасса
животноводства
экология
зеленые корма
1. Постановление Правительства Республики Казахстан от 18 февраля 2013 года № 151.
2. Богданов Н.И. Хлорелла, расширение возможностей животноводства // Н.И. Богданов // Главный зоотехник. 2004. – № 5. – С. 3–5.
3. Пономарев А.В. .Разработка и научное обеспечение процесса массообмена при культивировании микроводоросли в пленочном фотобиореакторе. Тема диссертации и автореферата кандидатскую технических наук по ВАК 05.18.12, 03.01.06
4. Сиренко Л.А., Сакевич А.И., Осипов Л.Ф., Лукина Л.Ф., Кузьменко М.И. Методы физиолого-биохимического исследования водорослей в гидробиологической практике// Издательство «Наукова Думна». – Киев, 1975. – C. 5–18.

Повышение конкурентоспособности казахстанской сельскохозяйственной продукции через техническую и технологическую модернизацию производства является важнейшей задачей национального проекта «Развитие Агропромышленного комплекса на 2013–2020 годы, «Агробизнис-2020» [1].

В связи со значительным повышением требований к рентабельности животноводческой отрасли все большую актуальность приобретает повышение степени конверсии кормов, направленное на улучшение функционирования пищеварительной и иммунной систем. Получение экологически чистой комбикормовой продукции ведет к необходимости отказа от стимулирующих, гормональных, антибиотических и других фармакологических препаратов, обладающих кумулятивным действием и способных передаваться человеку через потребляемые продукты животноводства. Этим требованиям отвечает природная биологически активная добавка – суспензия микроскопической водоросли хлорелла. Ее действие основано на естественном сочетании природных стимулирующих и биологически активных веществ, выделяемых клетками в культуральную среду (суспензию). Ранее стимулирующий эффект хлореллы не использовался ее скармливания в пасты или порошка. Получаемая белково-углеводная масса является трудно усвояемой вследствие значительной толщины клеточных стенок (до 1 мкм при диаметре клетки 1,5...10 мкм), для разрушения которых требуется термическая обработка, повышающая энергозатраты и снижающая биологическую ценность продукта.

Поэтому перспективным является использование хлореллы в виде суспензии, содержащей природный антибиотик хлореллин, арахидоновую кислоту, хлон «А», а также аминокислоты, витамины, ферменты и другие вещества, выделение которых клетками наиболее интенсивно в начальном периоде роста. Наиболее эффективным представляется ввод суспензии хлореллы в состав комбикормов[2].

Суспензия хлореллы оказывает воздействие на все биологические и биохимические функции организма (улучшение обменных процессов, повышение сопротивляемости организма, способности к детоксикации эндо- и экзотоксинов и т.д.). Суспензия хлореллы в желудочно-кишечном тракте становится оптимальной питательной средой, на которой бурно развиваются молочнокислые бактерии, а также является природным иммунопробиотиком [3].

Цель исследования. Подбор и культивирования эффективного штамма с целью получения биомассы в лабораторных условьях.

Материалы и методы исследования

Материалом исследований служили штаммы микроводоросли ARU-04, ARU-07 и Штамм А. Исследования проведена по методике «Методика лабораторного культивирования водорослей» [4].

Культивирование микроводоросли осуществляется в питательной среде по специально приготовленному рецепту.

Производство суспензии включает следующие стадии:

– в емкость с питательной средой вводят маточную культуру микроводоросли;

– ежедневно в емкость добавляют питательные компоненты и раствор углекислого газа;

– первая порция суспензии готова к использованию через 3-4 дня;

– в последующие дни часть готовой суспензии используется в кормлении животных, а часть остается в емкости для последующей культивации (процесс повторяется ежедневно).

Результаты иследования и их обсуждение

Подобранный штамм ARU-07 отличаются планктонными свойствами, то есть возможностью свободного парения и равномерного распределения клеток в культуральной среде. Они не очень требовательны к питательной среде, что позволило создать принципиально новую биотехнологию выращивания микроводорослей, которые используются в животноводческих хозяйствах и в цехах по культивированию штамм хлореллы.

Наряду с этим преимуществом данной планктонной формы хлореллы является исключительная приспособленность к условиям аквакультуры. Достоинство нового штамма заключается в том, что насыщение культуры углекислым газом идет биологическим путем. Свободное парение и равномерное распределение в водной толще позволяет отказаться от механического перемешивания суспензии.

Культивирование хлореллы начинается с момента включения ламп искусственного освещения. Мы использовали лампу ДНаТ-250. Достаточное минимальное время освещения 10–12, оптимальное – 16–18 часов.

Для получения биомассы с учетом штаммов микроводорослей в лабораторных условиях исследования проводили в трех вариантах:

1) для культивирование микроводорослей опыт поставили на 3, 4, 5 суток.

2) ежедневно на протяжении определенного времени на 1 л питательную среду вводили углекислого газа (CO2) в количестве 10 мл, 15 мл, 20 мл.

3) микроводорослей культивировали в температуре 25 °, 28 °, 35 °.

В результате исследований определены оптимальные условия культирования микроводорослей Chlorella vulgaris: оптимальная температура для их роста составило от 28 до 30 °С, установлено что, свыше 35 °С биомасса микроводорослей перестают культивироваться. Оптимальная доза углекислого газа не должно превышать 15 мл в сутки. Суспензия Штамм ARU-07 имела темно-зеленую окраску.

Для аэрации биомассы микроводорослей необходимо компрессоры. Лабораторные исследования показали, что температурная устойчивость конкретных видов водорослей довольно велика, но их интенсивный рост происходит в довольно узком температурном диапазоне.

Выводы

Таким образом, для культивирования эффективного штамма с целью получения биомассы в лабораторных условьях был подобран штамм ARU-07. Которая, оптическая плотность составляла в течение 4 суток 1,7 %.


Библиографическая ссылка

Жумадилова Ж.Ш., Сапаргалиева Г.М., Изимбет А.П., Байкенжеева А.Т., Шорабаев Е.Ж. КУЛЬТИВИРОВАНИЕ МИКРОВОДОРОСЛИ С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 10-5. – С. 838-839;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=7639 (дата обращения: 22.06.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074