محیط کشت اسپیرولینا

محیط کشت پرورش جلبک اسپیرولینا

اسپیرولینا برای رشد و تکثیر خود مانند تمام موجودات زنده نیازمند مواد مغذی مختلف است که به صورت محیط کشت در اختیار سلول‌های اسپیرولینا قرار می‌گیرد. محیط کشت به محیط حاوی مواد مغذی می‌گویند که ریزجلبک در آن رشد و تغذیه میکند. برخی به محیط کشت جلبک، کود جلبکی هم می‌گویند. محیط کشت می‌تواند مایع یا جامد باشد. محیط کشت جامد با استفاده از آگار ساخته می‌شود. برای کشت انبوه جلبک اسپیرولینا از محیط کشت مایع استفاده می‌شود که در زیر توضیحات آن آورده شده است:

به طور کلی تولید حجم بالای اسپیرولینا زمانی اتفاق می‌افتد که شرایط برای رشد آن مهیا باشد یعنی هرآنچه سلول‌ها برای ساخت اجزای سلولی نیاز دارد در اختیارشان قرار گیرد.

مجموعه متفاوتی از محیط کشت‌ها برای رشد ریزجلبک‌ اسپیرولینا مورد استفاده قرار می‌گیرد. در شروع تولید جلبک اسپیرولینا، برا مطلوب سازی شرایط کشت، نیاز به تهیه محیط کشت مصنوعی از آب مقطر و ترکیبات شناخته شده متناسب با نیاز‌های ریزجلبک اسپیرولینا است. محیط کشت‌های مصنوعی برای مرحله مقدماتی پژوهش و تعیین نیازهای خاص جلبک اسپیرولینا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

عناصر اصلی محیط کشت ریزجلبک اسپیرولینا

ترکیبات ضروری که باید در محیط کشت اسپیرولینا وجود داشته باشد شامل کربن، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیوم، ریزمغذی‌ها و ویتامین‌ها است که در زیر برخی از آن‌ها توضیح داده شده است.

کربن: عنصر کربن بیشترین سهم را در اجزای سلولی اسپیرولینا دارد. کربن به صورت طبیعی از گاز کربن دی اکسید موجود در محیط تامین می‌شود اما برای ایجاد شرایط مطلوب جهت افزایش رشد سلول‌های اسپیرولینا باید گاز کربن دی اکسید با درصد 6 الی 10 درصد به محیط کشت تزریق گردد یا از ترکیبات دارای کربنات مانند جوش شیرین در محیط کشت استفاده شود.

نیتروژن: نیتروژن یکی از مهم‌ترین عناصر مورد نیاز برای رشد و تکثیر ریزجلبک اسپیرولینا است و 10 تا 12 درصد وزن خشک اسپیرولینا را تشکیل می‌دهد. از ترکیباتی مانند اوره، نیترات، نیتریت و آمونیاک می‌توان برای کشت ریزجلبک‌ها استفاده کرد، ولی در کشت انبوه معمولا از کود نیتروژن دار آمونیوم کربنات استفاده می‌شود.

فسفر: فسفر نیز نقش مهمی در رشد و تکثیر ریزجلبک‌ها دارد. کمبود آن سبب کاهش رشد و تولید زیست توده می‌شود. مقدار مورد استفاده آن 20 تا 50 میکروگرم در لیتر است.

منیزیوم: منیزیوم عنصری است که برای سبزینگی یا کلروفیل اسپیرولینا مورد نیاز است. همچنین در بهبود عملکرد آنزیم‌ها هم نقش دارد.

ریزمغذی‌ها و ویتامین‌ها: این ترکیبات به مقدار اندک در محیط کشت وجود دارد اما نقش آن‌‌ها بسیار مهم است. ریزمغذی‌ها در فعالیت آنزیم‌ها و سوخت و ساز سلول‌های اسپیرولینا اهمیت دارد.

این ترکیبات در آب شیرین که مناسب جلبک اسپیرولینا است حل می‌شود و بعد فرایند استریل کردن شکل می‌گیرد.

محیط کشت‌های جلبک اسپیرولینا

محیط کشت‌های متنوعی برای پرورش ریزجلبک اسپیرولینا استفاده می‌شود که مهم‌ترین آن‌ها شامل محیط کشت زاروک (Zarrouk’s medium، محیط کشت BG-11) است. برای داشتن بیشترین تولید اسپیرولینا محیط کشت زاروک پیشنهاد می‌شود که دارای سدیم کربنات به عنوان منبع کربن، سدیم نیترات به عنوان منبع نیتروژن، 0.1 درصد نمک NaCl و سایر ترکیبات مغذی است. محیط کشت BG-11 نیز دارای سدیم نیترات  و حاوی مقدار کمی سیتریک اسید می‌باشد ولی فاقد منبع کربن شیمیایی است. از محیط BG-11 جهت افزایش رنگدانه های سلول استفاده می‌شود.

وقتی سلول‌های اولیه اسپیرولینا به محیط کشت اضافه می‌شود، مدتی طول می‌کشد تا سلول‌ها با محیط جدید تطبیق پیدا کنند. در ادامه سلول‌های اسپیرولینا از محیط کشت استفاده کرده و رشد می‌کنند. هنگامی که سلول‌های اسپیرولینا از محیط کشت استفاده می‌کنند و ترکیبات مغذی محیط کشت کاهش می‌یابد رشد سلول‌ها کم می‌شود. در این زمان با انجام محاسباتی می‌شود برخی ترکیبات کاهش یافته را دوباره به محیط کشت اضافه کرد تا رشد سلول‌ها بیشتر شود و وارد فاز سکون نگردد.

ترکیبات تشکیل دهنده محیط کشت زاروک

ویژگی های محیط کشت خوب

یک محیط کشت خوب باید دارای ویژگی‌های زیر ‌باشد:

• دقیقا مطابق فرمولاسیون ساخته شود،
• عاری از هرگونه آلودگی میکروبی باشد.
• ترکیبات شیمیایی مضر مانند فلزات سنگین به آن ورود نکرده باشد.
• pH محیط کشت باید استاندارد باشد
• در هنگام پرورش، سلول‌ها فاز تاخیری کمی داشته باشند و سریع وارد مرحله رشد شود.

فرمولاسیون دقیق محیط کشت، نظارت و کنترل بر آن جهت بهترین رشد ریزجلبک‌ها اسپیرولینا یک امر اجتناب ناپذیر است. محیط کشت استاندارد جلبک اسپیرولینا و سایر ریزجلبک‌ها را می‌توانید از سایت آلگی پرشیا تهیه نمائید.