Oscillatoria agardhii ve Synechococcus nidulans türlerinden fikobiliprotein ekstraksiyonu için fiziksel parametrelerin optimizasyonu

Optimization of physical parameters for phycobiliprotein extracted from Oscillatoria agardhii and Synechococcus nidulans

Abstract

Objective: Physical process parameters play a major role in the cultivation of cyanobacteria to provide high yield. The aim of this study was to optimize physical parameters such as light intensity and agitation rate which might affect the phycobiliprotein formations for cyanobacterial strains of Oscillatoria agardhii and Synechococcus nidulans using response surface methodology. Methods: The cyanobacterial strains were cultured in 250 mL flasks containing 100 mL of EM medium in orbital shaking incubator under the temperature of 22±2°C at different light intensities and agitation rates for 10 days. The experimental design was carried out using 22 full-factorial experiments design with four axial points (α=1.414) and five replicates at the central point (65 μmol photons m-2s-1 and 150 rpm), according to the central composite design. Results: The optimization solution of O. agardhii (approximately at 156 rpm under the light intensity of 65 μmol photons m-2s-1) was selected because it resulted in the highest predicted response with the highest desirability. Furthermore, the optimization solution for S. nidulans suggested the phycobiliprotein amount of 9.95 mg/L obtaining at the agitation rate of 185 rpm under the light intensity of 46 μmol photons m-2s-1. The optimized results were reliable and the regions studied were proven to be statistically adequate. Conclusion: High agitation rate stimulated the faster growth than increased the light intensity for the growths of cyanobacterial strains.

Özet

Amaç: Siyanobakteri kültivasyonunda yüksek verime ulaşmak için fiziksel proses parametreleri ana rolü oynamaktadır. Bu çalışmada amaç, yanıt yüzey metodu ile Oscillatoria agardhii ve Synechococcus nidulans türlerinin fikobiliprotein oluşumunu etkileyen ışık şiddeti ve çalkalama hızı gibi fiziksel proses parametrelerini optimize etmektir. Metod: Siyanobakteri türleri 250 ml'lik erlenlerde 100 mL EM ortamında 22±2°C sıcaklığında farklı ışık şiddetleri ve karıştırma hızlarında 10 günlük periyotlarda kültive edilmiştir. Deney tasarımı, 22 faktöriyel kullanılarak CCD ile gerçekleştirilmiştir. Bulgular: O. agardhii için en yüksek tahmini cevap ile üretimin 156 rpm'de 65 ?mol photons m-2s-1 ışık şiddetinde olması gerektiği belirlenmiştir. Diğer taraftan, S. nidulans optimizasyon çözümü 9.95mg/L fikobiliprotein miktarına ulaşmak için üretimin 185 rpm'de 46 ?mol fotons m-2s-1 ışık şiddetinde gerçekleştirilebileceğini göstermiştir. Sonuç: Yüksek çalkalama hızı, yüksek ışık şiddetine kıyasla siyanobakteri türlerinin daha hızlı üremesini tetiklemiştir.