پرورش جلبک اسپیرولینا

پرورش جلبک اسپیرولینا

سابقه پژوهش درباره ریزجلبک اسپیرولینا و پرورش آن در آزمایشگا‌ه به بیش از صد و پنجاه سال قبل بر می‌گردد و پرورش جلبک اسپیرولینا در مقیاس صنعتی بیش از هفتاد سال قدمت دارد. ریزجلبک اسپیرولینا یا ارتروسپیرا مهم ترین سویه‌ای است که اکنون در جهان کشت می‌شود. زیستگاه جلبک اسپیرولینا آب‌های شور و شیرین قلیایی با غلظت بالای کربنات و بی کربنات در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری است.  در ادامه در آلگی پرشیا با ما همراه باشید تا شما را با مراحل پرورش جلبک آشنا کنیم.

مراحل پرورش جلبک اسپیرولینا به شیوه آزمایشگاهی

1. انتخاب سویه جلبک اسپیرولینا: برای پرورش جلبک اسپیرولینا ابتدا باید یک سویه مناسب جداسازی یا خریداری شود. مناسب‌ترین سویه اسپیرولینا، سویه‌ای است که بتواند طیف متغیری از شرایط محیطی و آب و هوایی را تحمل کنند و در آن‌ها رشد کنند. استفاده از سویه‌های محلی، مدیریت توسعه فناوری و تولید پایدار را افزایش می‌دهد. بعضی کشورها قانون ممنوعیت جابه‌جایی میکروارگانیسم‌ها را دارند که به دلیل نگرانی از مهاجم شدن ریزجلبک در زیستگاه‌های جدید است. معمولا سویه‌های بومی که با شرایط محیطی همان محل سازگار شده‌اند از رشد و تولید بیشتری برخوردارند.
2. انتخاب محیط کشت: برای کشت جلبک اسپیرولینا، ابتدا از محیط کشت‌های مصنوعی که معروف‌ترین آن‌ها، محیط کشت زاروک (Zarrouk) است استفاده می‌شود. این محیط کشت‌ها با آب مقطر تهیه شده و ترکیبات مشخصی متناسب با نیاز‌های جلبک اسپیرولینا به آن اضافه می‌شود. در مرحله بعد از آب‌های فیلتر شده رودخانه یا دریاچه استفاده می‌گردد. این آب‌ها دارای ترکیبات پیچیده ای هستند که بیش از 50 نوع عنصر دارند
3. تهیه پیش کشت: پس انتخاب سویه، ابتدا باید یک پیش کشت از جلبک اسپیرولینا آماده کرد. انتقال کشت خالص جلبک اسپیرولینا باید مجاورت شعله زیر هود زیستی و با رعایت مقررات و شرایط استریل انجام شود. قبل از شروع به کشت، هود به مدت 15 دقیقه با اشعه فرابنفش استریل می‌شود. نسبت تلقیح برای پرورش جلبک اسپیرولینا بین 5 تا 10 درصد می‌باشد. این پیش کشت برای تلقیح در ظروف با حجم بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. منحنی رشد ریزجلبک با شمارش سلولی به دست می‌آید. برای شمارش ریزجلبک اسپیرولینا لام‌های متنوعی وجود دارد. لام‌های هماسیمتر و نئوبار مهم‌ترین ابزار شمارش جلبک اسپیرولینا هستند. لام‌هایی که برای کار با میکروسکوپ فاز کنتراست ساخته شده نیز برای شمارش سلول قابل استفاده است. به دلیل تحرک سلول‌های اسپیرولینا باید از تثبیت کننده‌ها استفاده شود و سپس شمارش سلول انجام گیرد. دو محلول تثبیت کننده رایج محلول لوگول و محلول فرمالین بافری شده است.
4. کشت و پرورش جلبک اسپیرولینا: برای پرورش جلبک اسپیرولینا استفاده از ظروفی از جنس شیشه، پلی اتیلن شفاف و پلکسی گلس توصیه می‌شود. ریزجلبک اسپیرولینا دارای پنج مرحله رشد شامل تطبیق با محیط کشت، رشد لگاریتمی، کاهش سرعت رشد، مرحله ثابت و مرگ است. مرحله تطبیقی برای سازگاری سلول‌های اسپیرولینا با محیط جدید است. انتقال سلول‌ها از یک کشت خالص در مرحله لگاریتمی به محیطی با شرایط مشابه از نظر نور و دما، مرحله تطبیقی را کوتاه می‌کند. مرحله لگاریتمی یا نمایی به عوامل متعدد مانند مقدار تلقیح، میزان رشد، حجم محیط کشت و شرایط آن بستگی دارد. سرعت رشد سلولی تا زمانی افزایشی است که محدودیت خاصی در محیط کشت ایجاد نشود. معمولا در اغلب ریزجلبک‌ها کاهش مواد غذایی در محیط و تراکم سلولی عامل کاهش رشد است. در این شرایط مقادیر عناصر اصلی مانند نیتروژن و فسفر کاهش می‌یابد. مقادیر زیاد زیست توده عامل کنترل کننده است و سرعت رشد را کاهش می‌دهد. به طور کلی دوره رشد اسپیرولینا 8 تا 12 روز به طول می‌انجامد.

در شرایط پرورش جلبک اسپیرولینا به شیوه بچ، کل محصول کشت جمع آوری می‌شود و کشت جدید با محیط کشت تازه و پیش کشت جدید اسپیرولینا در انجام می‌شود. بهترین شکل تولید جلبک اسپیرولینا دارای حداکثر سلول زنده و معمولا عاری از آلودگی با سایر میکروارگانیسم‌ها است. سلول‌های جلبک اسپیرولینا در طول کشت نیاز به هوادهی دارند و این هوادهی با استفاده از لوله‌های هواده در مقیاس آزمایشگاهی انجام می‌شود.

5. جمع آوری سلول‌های اسپیرولینا: پس از کشت و تولید زیست توده اسپیرولینا، نوبت به جمع آوری سلول‌ها می‌رسد که با استفاده از صافی توری به آسانی قابل جمع آوری است. برای این منظور از پارچه‌های پلی آمید یا پلی استر با اندازه منافذ 30 تا 50 میکرون استفاده می‌شود. راه دیگری مانند لخته سازی، سانتریفیوژ و ترسیب نیز برای جمع آوری سلول‌های اسپیرولینا استفاده می‌شود. بعد از جمع آوری زیست توده جلبک اسپیرولینا، آن را با استفاده از اسپری درایر خشک کرده و بعد به صورت پودر تولید می‌شود.