Βελτιστοποίηση της καλλιέργειας μικροφυκών για παραγωγή αντιοξειδωτικών συστατικών
Loading...
Date
2023-10-13
Authors
Σωτήρη, Μαρία
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Σκοπός της παρούσας Διπλωματικής εργασίας είναι η βελτιστοποίηση των συνθηκών για της καλ-λιέργειας του μικροφύκους Nannochloropsis oculata για την παραγωγή αντιοξειδωτικών συστατικών. Τα τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητάς έχει στραφεί στην παραγωγή τον αντιοξειδωτικών συστατικών, ειδικότερα από τα μικροφύκη. Καθώς τα μικροφύκη αποτελούν έναν θαλάσσιο πόρο αλλά έχουν και την ικανότητα να συνθέτουν υψηλής αξίας λιπαρά ,οξέα πρωτεΐνες, φαινολικά και χρωστικές ουσίες όπως χλωροφύλλη-α και καροτενοειδή.
Το μικροφύκος που επιλέχθηκε ως πρώτη ύλη για την παραγωγή αντιοξειδωτικών συστατικών εί-ναι το Nannochloropsis oculata. Στόχος της παρούσας μελέτης είναι ο προσδιορισμός των συνθηκών στις καλλιέργειες, στις οποίες θα έχουμε τις βέλτιστες συγκεντρώσεις αντιοξειδωτικών συστατι-κών(χλωροφύλλη-α και καροτενοειδή μαζί με ξανθοφύλλες) στην ξηρή βιομάζα αλλά και στα αιθανο-λικά εκχυλίσματα που παρασκευάστηκαν, ενώ παράλληλα έγινε και μέτρηση του ποσοστού της υ-γρασίας και τέφρας στην ξηρή βιομάζα. Οι συνθήκες που μελετήθηκαν στην παρούσα μελέτη ήταν η περίοδος φωτός , το pH και η θερμοκρασία.
Η μελέτη αποτελείται από τρία πειράματα με διαφορετικούς συνδυασμούς συνθήκων(διάρκειας 6 ημερών), δηλαδή διαφορετικές τιμές θερμοκρασίας, αρχικού pH και διαφορετική περίοδο φωτός με συνεχής αερισμός για την ανάπτυξη της καλλιέργειας. Ποιο συγκεκριμένα οι συνθήκες τον παραμέ-τρων που μελετήθηκαν ήταν θερμοκρασία: 20οC, 27.5oC και 35oC, αρχικό pH: 6.5, 9.5 και 9,5 και φω-τισμός: 12:12 (12 ώρες φως και 12 ώρες σκοτάδι) και 24:0 (24 ώρες φως και 0 σκοτάδι).
Μετά από το πέρασμα των 6 ημερών λαμβάνεται η βιομάζα και λυοφιλιώνεται για δύο μέρες. Στη συνέχεια γίνεται ο προσδιορισμός των χρωστικών ουσιών (χλωροφύλλης-α και καροτενοειδή) στην ξηρή βιομάζα ενώ παράλληλα γίνεται μέτρηση της υγρασίας και τέφρας. Επιπρόσθετα γίνεται εκχύ-λιση με αιθανόλη στην ξηρή βιομάζα για τον προσδιορισμό των χρωστικών ουσιών (χλωροφύλλης-α και καροτενοειδή) στα αιθανολικά εκχυλίσματα και μέσω της μεθόδου Folin-Ciocalteu γίνεται ο προσδιορισμών των φαινολικών συστατικών.
Ο πειραματικός σχεδιασμός έγινε με την μέθοδο γραμμικής παλινδρόμησης στο Minitab, στο ο-ποίο έγινε και η στατιστική ανάλυση των δεδομένων. Στα οποία προέκυψαν γραμμικά μοντέλα μετα-ξύ των παραμέτρων που μελετήθηκαν και των συστατικών της βιομάζας. Επίσης για επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων, έγινε και γραμμική παλινδρόμηση με αλληλεπιδράσεις με την βοήθεια του προγράμματος Matlab.
Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από την παρούσα διπλωματική εργασία είναι πως η βέλτιστή συνθήκη για την μέγιστη ποσότητα σε χλωροφύλλη-α και καροτενοειδή είναι η συνθήκη με LP: 24:0 (24 ώρες φως και ο σκοτάδι), pH: 6.5 και Τ: 20oC με συγκέντρωση 3.37%DW και 0.88%DW σε χλωρο-φύλλη-α και καροτενοειδή αντίστοιχα. Στα αιθανολικά εκχυλίσματα η βέλτιστη συνθήκη για μέγιστη συγκέντρωση σε χλωροφύλλη-α και καροτενοειδή ήταν η συνθήκη με LP: 24:0, pH: 9.5 και T: 35oC με συγκέντρωση 0.137%DW και 0.046%DW σε χλωροφύλλη-α και καροτενοειδή αντίστοιχα. Την καλύτε-ρη απόδοση εκχύλισης χλωροφύλλης-α είχε η συνθήκη με LP: 24:0, pH: 9.5, T: 27.5oC ενώ την καλύ-τερη απόδοση εκχύλισης καροτενοειδή είχε η συνθήκη με LP: 12:12, pH: 6.5 και T: 35oC . Όσων αφο-ρά τα φαινολικά η βέλτιστη συνθήκη ήταν με LP: 24:0, pH: 9.5 και Τ: 35oC. Επίσης προκύπτει μια συ-σχέτιση με την χρωστική ουσία, τα καροτενοειδή.
Description
Keywords
Μικροφύκη, Ξηρή βιομάζα, Αντιοξειδωτικά χαρακτηριστικά