Российские ученые предложили «комбайн» для сбора биомассы спирулины
Методику использования хитозана для быстрого сбора биомассы спирулины (цианобактерии Arthrospira platensis) предложили ученые из Курчатовского института и студенты МФТИ, 8 октября сообщает журнал МФТИ «За науку».
Спирулина — нитчатая микроводоросль, которая употреблялась в пищу человеком еще со времен государства ацтеков, является источником широкого набора полезных веществ, среди которых белки, витамины, пигменты, эссенциальные жирные кислоты и полисахариды.
Выращивать ее технически легче, чем высшие растения, поэтому спирулину предполагают использовать в «космических оранжереях» для снабжения экипажей космолетов кислородом и пищей.
В настоящее время одно из соединений, содержащихся в A. platensis, — С-фикоцианин, пигмент-белковый комплекс, фикобилипротеин ярко-синего цвета, широко используется как натуральный краситель в пищевой и косметической промышленности, а в качестве флуоресцентного маркера — в биомедицинских исследованиях.
Кроме того, многочисленными исследованиями было установлено, что С-фикоцианин обладает также антиоксидантными, противовоспалительными, иммуностимулирующими, противораковыми и другими важными фармакологическими свойствами. Эта область применения С-фикоцианина предъявляет к его качеству высокие требования.
Сбор «урожая» цианобактерии необходимо отделить ее биомассу от раствора, в котором она выращивалась. Проще всего это сделать, если собрать ее в крупные хлопья (флокулы), а потом уже легко отделить их от жидкости. Естественный процесс слипания такой биомассы идет очень долго. Так, за час происходит слипание не более 85% от нее.
Хитозан, получаемый из панцирей ракообразных, позволяет ускорить этот процесс на порядок: всего за 15 минут в хлопья «собралось» более 90% биомассы A. platensis.
В опубликованных в журнале Algal Research результатах исследования ученые сообщают: «Эта статья демонстрирует возможность сбора цианобактерий Arthrospira platensis на различных фазах роста с последующей экстракцией более чистого C-фикоцианина из флокулированной биомассы с использованием хитозана в качестве флокулирующего агента. Было обнаружено, что эффективность флокуляции была выше 90% за 15 мин для концентраций хитозана 50 и 100 мг/л, независимо от фазы роста».
При этом хитозан не только заставляет биомассу спирулины сформироваться в хлопья, но также адсорбирует и электростатически притягивает к себе «лишние» компоненты жидкости. Также исследователи установили, что С-фикоцианин, выделенный из сфлокулированной биомассы, обладает бóльшей термостабильностью.
«Таким образом, использование хитозана в качестве флокулирующего агента для цианобактерий A. platensisсбор сокращает время сбора биомассы, повышает термостабильность и чистоту извлеченного С-фикоцианина (в среднем в 1,5 раза по сравнению с контрольным образцом), что позволяет использовать его в пищевой и косметической промышленности, исключив стадию очистки и стабилизирующие агенты», — резюмировали исследователи в своей статье.
