چکیده مطلب
پتانسیل سنجی تولید سوخت زیستی و بیوپلاستیک از ریزجلبک
آلودگی‌های زیست‌محیطی، افزایش تقاضا برای حامل‌های انرژی، کاهش روزافزون منابع سوخت‌های فسیلی، ایجاد خلل در حوزه‌هایی مانند امنیت انرژی و گرمایش زمین از جمله عوامل زمینه‌ساز استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر و پاک است.تحقیقات متعددی نشان داده است که ریزجلبک¬ها یک نوع از میکروارگانیسم¬ها هستند که پتانسیل تولید سوخت‌های زیستی و پلاستیک‌های زیستی کم‌هزینه را دارند. در این تحقیق، ابتدا سه گونه ریزجلبک (Spirulina Maximas APP1 و Synechococcus sp. مرکز تحقیقاتی پیشگامان فرآوری جلبک ایران و Synechocystis sp. PCC6803 شرکت خدمات تحقیقاتی آرین گستر (TGA)) رشد داده شدند و پس از آنالیزهای PHB و Lipid، مشاهده شد که ریزجلبک ساینکوسیستیس با تولید % PHB96/1 و % Lipid19/11، در مقابل PHB %89/0، Lipid %56/11ریزجلبک سینه‌کوکوس و PHB %19/0، Lipid %97/11ریزجلبک اسپیرولینا ماکسیما، گونۀ مناسبی برای تولید سوخت زیستی و بیوپلاستیک می‌باشد. سپس منحنی رشد و پلی‌هیدروکسی‌بوتیرات در زمان‌های مختلف کشت رسم گردید که حداکثر تجمع PHB در فاز سکون رشد در روز 25اُم به میزان %54/2 اندازه‌گیری شد. برای ریزجلبک ساینکوسیستیس میزان تجمع لیپید و بیوپلیمر در %4/0 وزنی‌به‌حجمی منابع کربنی مختلف اندازه‌گیری شد و از میان منابع کربنی، منبع کربنی سدیم استات که مقدار بیوپلیمر را تا %61/11 (حدود 6 برابر) و لیپید را تا %4/15 (حدود 5/1 برابر) افزایش داده بود، برای طراحی آزمایش انتخاب شد. طراحی آزمایش‌ها با استفاده از روش سطح پاسخ بر اساس طرح باکس-بنکن صورت گرفت و میزان تجمع لیپید، پلی‌هیدروکسی‌بوتیرات و بهره‌وری تولید زیست‌توده به‌عنوان سطوح پاسخ به دست آمد. سلول‌های ریزجلبک در غلظت‌های متفاوت منبع کربنی سدیم‌استات (% w/v 6/0- 1/0)، کمبود ماده مغذی پتاسیم نیترات در محیط‌کشت (mg/L 1-40)، شدت نورهای مختلف (µmolphotons m-2.s-1 60-450) و دوره‌های مختلف کشت (8-16 روز)، در شرایط بهینۀ کشت شامل 5/7=pH، دمای °C28±1، دورۀ روشنایی به تاریکی 14:10 رشد داده شدند و پس از طراحی آزمایش مورد بهینه‌سازی قرار گرفتند. بهینه‌سازی پارامترهای طراحی آزمایش در کشت 12روزۀ ریزجلبک، شدت نور µmolphotons m-2.s-1 233، غلظت‌های mg/l 205/0 نیترات و %3/0 وزنی‌به‌حجمی سدیم استات، مقدار %14/18 پلی‌هیدروکسی‌بوتیرات، %53/18 لیپید و mg/l/d 88/109 زیست‌توده تولید نمود. تولید پلیمر در ریزجلبک نیز با استفاده از روش‌های تأییدی شامل رنگ‌آمیزی با سودان سیاه، FTIR و میکروسکوپ الکترونی با قدرت تفکیک بالا به اثبات رسید.
واژگان کلیدی:
پلاستیک زیست¬تخریب¬پذیر، سوخت‌زیستی، ریزجلبک، ساینکوسیستیس، روش سطح پاسخ، پلی‌هیدروکسی‌بوتیرات