Оптимизация состава питательной среды для культивирования Spirulina platensis Geitl. (Cyanophyta) методом математического планирования эксперимента
Путем полного факторного эксперимента выполнена оптимизация состава питательной среды для культивирования Spirulina platensis Geitl. Введение в среду селена (Na2SeO3), германия (GeO2) и йода (KI) значительно улучшило питательную ценность биомассы. На оптимизированной среде продуктивность составляла...
Gespeichert in:
| Datum: | 2008 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України
2008
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/5862 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Оптимизация состава питательной среды для культивирования Spirulina platensis Geitl. (Cyanophyta) методом математического планирования эксперимента / В.Ф. Рудик, В.П. Бульмага, С.В. Максакова // Альгология. — 2008. — Т. 18, № 3. — С. 337-346. — Бібліогр.: 33 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-5862 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-58622013-02-13T02:13:47Z Оптимизация состава питательной среды для культивирования Spirulina platensis Geitl. (Cyanophyta) методом математического планирования эксперимента Рудик, В.Ф. Бульмага, В.П. Максакова, С.В. Прикладная альгология Путем полного факторного эксперимента выполнена оптимизация состава питательной среды для культивирования Spirulina platensis Geitl. Введение в среду селена (Na2SeO3), германия (GeO2) и йода (KI) значительно улучшило питательную ценность биомассы. На оптимизированной среде продуктивность составляла 1,55-1,60 г/л за 6 дней культивирования. The full factorial experimental design used for optimization of the nutrient medium composition for cultivating Spirulina platensis Geitl. Optimization was carried out. The introduction into the medium of selenium (Na2SeO3), germanium (GeO2), and iodine (KI) considerably improved the nutritive value of the biomass. Productivity on the optimized medium made up 1.55-1.60 g/L for six days of cultivation. 2008 Article Оптимизация состава питательной среды для культивирования Spirulina platensis Geitl. (Cyanophyta) методом математического планирования эксперимента / В.Ф. Рудик, В.П. Бульмага, С.В. Максакова // Альгология. — 2008. — Т. 18, № 3. — С. 337-346. — Бібліогр.: 33 назв. — рос. 0868-8540 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/5862 561.22.232:57.083.134/138 ru Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Прикладная альгология Прикладная альгология |
| spellingShingle |
Прикладная альгология Прикладная альгология Рудик, В.Ф. Бульмага, В.П. Максакова, С.В. Оптимизация состава питательной среды для культивирования Spirulina platensis Geitl. (Cyanophyta) методом математического планирования эксперимента |
| description |
Путем полного факторного эксперимента выполнена оптимизация состава питательной среды для культивирования Spirulina platensis Geitl. Введение в среду селена (Na2SeO3), германия (GeO2) и йода (KI) значительно улучшило питательную ценность биомассы. На оптимизированной среде продуктивность составляла 1,55-1,60 г/л за 6 дней культивирования. |
| format |
Article |
| author |
Рудик, В.Ф. Бульмага, В.П. Максакова, С.В. |
| author_facet |
Рудик, В.Ф. Бульмага, В.П. Максакова, С.В. |
| author_sort |
Рудик, В.Ф. |
| title |
Оптимизация состава питательной среды для культивирования Spirulina platensis Geitl. (Cyanophyta) методом математического планирования эксперимента |
| title_short |
Оптимизация состава питательной среды для культивирования Spirulina platensis Geitl. (Cyanophyta) методом математического планирования эксперимента |
| title_full |
Оптимизация состава питательной среды для культивирования Spirulina platensis Geitl. (Cyanophyta) методом математического планирования эксперимента |
| title_fullStr |
Оптимизация состава питательной среды для культивирования Spirulina platensis Geitl. (Cyanophyta) методом математического планирования эксперимента |
| title_full_unstemmed |
Оптимизация состава питательной среды для культивирования Spirulina platensis Geitl. (Cyanophyta) методом математического планирования эксперимента |
| title_sort |
оптимизация состава питательной среды для культивирования spirulina platensis geitl. (cyanophyta) методом математического планирования эксперимента |
| publisher |
Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України |
| publishDate |
2008 |
| topic_facet |
Прикладная альгология |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/5862 |
| citation_txt |
Оптимизация состава питательной среды для культивирования Spirulina platensis Geitl. (Cyanophyta) методом математического планирования эксперимента / В.Ф. Рудик, В.П. Бульмага, С.В. Максакова // Альгология. — 2008. — Т. 18, № 3. — С. 337-346. — Бібліогр.: 33 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT rudikvf optimizaciâsostavapitatelʹnojsredydlâkulʹtivirovaniâspirulinaplatensisgeitlcyanophytametodommatematičeskogoplanirovaniâéksperimenta AT bulʹmagavp optimizaciâsostavapitatelʹnojsredydlâkulʹtivirovaniâspirulinaplatensisgeitlcyanophytametodommatematičeskogoplanirovaniâéksperimenta AT maksakovasv optimizaciâsostavapitatelʹnojsredydlâkulʹtivirovaniâspirulinaplatensisgeitlcyanophytametodommatematičeskogoplanirovaniâéksperimenta |
| first_indexed |
2025-07-02T08:53:50Z |
| last_indexed |
2025-07-02T08:53:50Z |
| _version_ |
1836524692376125440 |
| fulltext |
Прикладная альгология
ISSN 0868-8540 Альгология. 2008. Т. 18. № 3 Algologia. 2008. V. 18. N 3 337
УДК: 561.22.232:57.083.134/138
В.Ф. РУДИК1, В.П. БУЛЬМАГА2, С.В. МАКСАКОВА2
1Ин-т микробиологии и биотехнологии АН РМ,
МD 2009 Кишинэу, ул. Акадимией, 1, Молдова
2Государственный ун-т Республики Молдова,
МD 2009 Кишинэу, ул. Матеевича, 60, Молдова
ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ ДЛЯ
КУЛЬТИВИРОВАНИЯ SPIRULINA PLATENSIS GEITL.
(CYANOPHYTA) МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО
ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
Путем полного факторного эксперимента выполнена оптимизация состава питательной
среды для культивирования Spirulina platensis Geitl. Введение в среду селена (Na2SeO3), германия
(GeO2) и йода (KI) значительно улучшило питательную ценность биомассы. На оптимизированной
среде продуктивность составляла 1,55-1,60 г/л за 6 дней культивирования.
К л ю ч е в ы е с л о в а : полный факторный эксперимент, Spirulina platensis, оптимизация
питательной среды, Na2SeO3, GeO2, KI, ценный биохимический состав.
Введение
В последнее время существенно возрос интерес к массовому культи-
вированию синезеленой водоросли Spirulina platensis Geitl., биомассу которой
используют как компонент биологически активных добавок (БАД) к пище и как
ценное сырье для изготовления биофармацевтических препаратов (Сиренко,
Сакевич, 1985; Rudic 1993; Тренкеншу, Дробецкая, 2000; Popova et al., 2001).
Биомасса S. platensis может быть использована для получения ценного
белка, фикобилипротеинов в пищевой и косметической промышленности, а также
в качестве пищевых добавок, изготовления фармацевтических препаратов
(Гореликова и др., 1997; Tao, Bolger, 1997). Особенно перспективным является
включение в состав БАД биодоступного селена, являющегося эффективным анти-
оксидантом (Rudic, 1993), и германия, являющегося антиканцерогенным веще-
ством (Tao, Bolger 1997). Пищевые добавки, содержащие в небольших дозах
германий, эффективны при лечении рака и др. заболеваний (Suzuki, 1985; Suzuki et
al., 1986; Suzuki, 1987). Германий стимулирует выработку организмом интерферо-
на, противораковых агентов и укрепляет иммунную систему, повышая активность
клеток убийц (белые кровяные тела), которые атакуют чужеродные микроорганизмы.
В ряде работ детально охарактеризованы процессы накопления селена
клетками S. platensis и описано влияние различных концентраций селена на ее рост
(Минюк, Дробецкая, 2000; Huang et al., 2002; Zhi-Yong Li et al., 2003). Группой
китайских исследователей было показано, что концентрации селенита натрия
менее 400 мг/л стимулируют рост спирулины, причем наиболее выражен этот
эффект в диапазоне концентраций 5-40 мг/л (Zhi-Yong Li et al., 2003).
© В.Ф. Рудик, В.П. Бульмага, С.В. Максакова, 2008
В.Ф. Рудик и др.
338
Однако при концентрации селенита натрия выше 500 мг/л отмечается его
токсическое действие на рост культуры. В работах Прониной Н.А. и др. (2002)
указана максимально допустимая концентрация селенита натрия в среде, не
превышающая 170 мг/л. Возможная токсичность селена для S. platensis зависит от
рН-среды и содержания в ней сульфита. Такие расхождения резуль-татов могут
объясняться, по-видимому, различиями в условиях культивации и
использованными штаммами спирулины.
Одна из возможных причин устойчивости спирулины к летальным для
абсолютного большинства микроводорослей дозам селена может заключаться в их
способности секретировать экстрацеллюлярные полианионные полисахариды,
адсорбирующие селениты на своей поверхности, тем самым частично предот-
вращая проникновение внутрь селена в токсических концентрациях (Минюк,
Дробецкая, 2000).
Неорганический селен трансформируется в органический, связываясь с
белками, липидами и полисахаридами, а также с другими компонентами клетки
(Sunde, 1990; Тамбиев, Кирикова, 2000; Zhi-Yong Li et al., 2003).
Таким образом, влияние селена на рост спирулины изучено достаточно,
влияние йода описано в работах Л.М. Мосулишвили с соавт. (Мосулишвили и др.,
2001; Mosulishvili et al., 2001), о влиянии соединений германия сведений в лите-
ратуре практически нет.
Германий аккумулируется в клеточной стенке растений, а также на уровне
протопласт (Loomis, Durst, 1992; Nuttall, 2002). Транспорт германия осущест-
вляется путем пассивного прохождения через клеточную мембрану (Nuttall, 2002).
Накопление йода и селена в биомассе спирулины зависит от концентрации
этих соединений в среде (Paoletti et al., 1971; Саттыев, 1985; Edmonds, Morita, 1998;
Mosulishvili et al., 2001). Поскольку увеличение их концентраций приводит к
снижению продуктивности, необходимо найти оптимальные концентрации
соединений, при которых происходит накопление элементов в биомассе, а
продуктивность не снижается.
Обогащение спирулины важнейшими микроэлементами, такими как
селен, германий и йод, путем направленного синтеза при ее культивировании в
присутствии соединений этих элементов позволяет получать биомассу с более
ценным биохимическим составом (Wong, Oliveira, 1991; Popova et al., 2001; Zhi-
Yong Li et al., 2003).
Цель данной работы – определить оптимальные концентрации селенита
натрия, окиси германия и йодида калия методом математического планирования
эксперимента для оптимизации состава среды (Максимов, Федоров, 1969).
Материалы и методы
Объектом исследования был штамм Spirulina platensis Geitl. Calu-835,
хранящийся в Национальной коллекции непатогенных микроорганизмов Ин-та
микробиологии и биотехнологии АН Республики Молдова.
Для культивирования использовали питательную среду Заррука с
определенным соотношением макро- и микроэлементов (Семененко, 1991).
Оптимизация состава питательной среды
339
Культивирование осуществляли в колбах Эрленмейера с объемом
культуральной жидкости 100 мл, в течение 144 ч, при температуре 30 ± 1 оС,
освещении 2000-4000 лк, рН среды 9,5-10.
В питательную среду вводили дополнительно селен Na2SeO3, германий
GeO2 и йод KI, для определения оптимальных концентраций которых исполь-
зовали метод математического планирования эксперимента. Данный метод
позволяет одновременно изучить действие нескольких факторов и их
взаимодействие, а также количественно оценить степень этого влияния (Максимов
и др., 1976).
Исследования проводили в два этапа:
1) полный факторный эксперимент ПФЭ 2;
2) оптимизация среды по методу крутого восхождения Бокса-Уилсона.
Результаты опытов подвергали статистической обработке: вычисляли
дисперсии средних значений, ошибки опытов, рассчитывали уравнения регрессии
с помощью алгоритма Йетса, а также их адекватность с использованием критериев
Стьюдента и Фишера (Максимов, Федоров, 1969).
Также был проведен сравнительный биохимический анализ биомассы,
выращенной на обычной и модифицированной среде Заррука. При этом
использовали метод определения белка и пептидов Лоури (Lowry, 1951),
аминокислот по реакции свободных аминогрупп с тринитробезосульфокислотой
(Langner et al., 1971) и метод определения β-каротина (Neamţu, Tămaş, 1986).
Определение фикобилипротеинов осуществляли по методу Boussiba and Richmond
(1980) в нашей модификации, так как для правильного расчета фикоцианина
необходимо учитывать вклад аллофикоцианина при длине волны 620 нм, что было
упущено данными авторами (Rudic et al., 2002).
Содержание селена и германия определяли согласно методикам,
описанным в литературе (Назаренко, Антонович, 1973; Бабко, 1982), йода – по
методу инверсионной вольтамперометрии.
Результаты и обсуждение
Зависимость интенсивности процесса (выхода биомассы) от влияния
нескольких факторов (введенных в питательную среду соединений) можно
представить как: y = f (x1, x2, x3,…xn). Для описания этой функции использовали
уравнение регрессии, причем в случае решения задачи оптимизации
ограничивались линейной моделью (Максимов, Федоров, 1969). Таким образом,
для трех переменных x1, x2, x3 уравнение регрессии имеет вид:
y = b0+b1x1+b2x2+b3x3,
где b1, b2, b3 – коэффициенты регрессии.
Величина коэффициента регрессии характеризует степень влияния
соответствующего фактора на процесс.
В основе планирования этого эксперимента лежит реализация всех
возможных комбинаций исследуемых нами трех факторов (Na2SeO3 – x1, GeO2 –x2
В.Ф. Рудик и др.
340
и KI –x3), каждый из которых испытывали одновременно и независимо друг от
друга на двух уровнях: верхнем (+) и нижнем (-).
Кодификация факторов и план эксперимента 23, включая все возможные
комбинации исследуемых нами трех факторов (Na2SeO3 – x1, GeO2 –x2 и KI – x3),
представлены в табл. 1.
Т а б л и ц а 1 . Кодификация факторов и планирование эксперимента 23
Для расчета дисперсии (σ) каждый опыт осуществляли в трех
повторностях, на основе которых получали необходимые для 5 % уровня значи-
мости результаты, по которым определяли дисперсию воспроизводимости
результатов, а с учетом критерия Стьюдента – и предел значимости коэф-
фициентов регрессии. Расчет коэффициентов регрессии осуществляли по методу
Йетса (Максимов, Федоров 1969), что позволило определять и взаимодействие
факторов. Так, результаты изучения всех возможных комбинаций между
исследуемыми нами тремя факторами при их введении в питательную среду для
спирулины (Na2SeO3 – x1, GeO2 –x2 и KI – x3), а также коэффициенты регрессии
представлены в табл. 2.
Т а б л и ц а 2 . Результаты полного факторного эксперимента 23
Номер опыта Выход биомассы, г/л Коэффициент регрессии, bî
1 1,50±0,05 b0 1,36
2 1,52±0,03 b1 0
3 1,22±0,03 b2 -0,11
4 1,23±0,02 b12 0
5 1,44±0,01 b3 0
6 1,41±0,03 b13 0
7 1,27±0,04 b23 0,03
8 1,28±0,03 B123 0
bî 0,02
σy 0,01
σад 0,017
F 4,1
σад < σy * F 0,02 < 0,07
Уровень
концентраций (мг/л)
Номер опыта
Фактор Кодифи-
кация мин. (-) макс. (+) 1 2 3 4 5 6 7 8
Na2SeO3 x1 1 20 - + - + - + - +
GeO2 x2 0,5 10 - - + + - - + +
KI x3 0,5 5 - - - - + + + +
Оптимизация состава питательной среды
341
Коэффициенты регрессии являются мерой влияния фактора на накопление
биомассы. Следовательно, если величина коэффициента мало отличается от нуля,
то данный фактор не оказывает существенного влияния на процесс, и изменение
выхода процесса (биомассы) с изменением уровня соответствующего фактора
измеримо с ошибкой его определения. Коэффициенты значимы, если соблюдается
неравенство Фишера (Максимов, Федоров, 1969).
Как видно из табл. 2, значимыми являются только три коэффициента рег-
рессии. Исходя из этих данных, полученное нами уравнение регрессии имеет вид:
y = 1,36-0,11x2+0,03 x2x3.
Уравнение адекватно, т.к. соблюдено условие адекватности (см. табл. 2).
σад< σy* F.
Уравнение включает в себя фактор x2 – GeO2, причем с отрицательным
знаком, что свидетельствует об ингибирующем влиянии этого фактора на рост
культуры. Это влияние составляет 7,3 % выхода биомассы. Кроме того, германий
влияет на продуктивность еще и косвенно, через взаимодействие с KI (x3). Это
влияние положительно и не очень значимо – 2 % потенциального выхода
биомассы S. platensis.
Поскольку уравнение адекватно, в дальнейшем мы использовали его как
интерполяционную формулу для определения направления градиента функции «y»
непосредственно по величине коэффициентов регрессии при линейных членах.
Для того, чтобы двигаться в направлении градиента, необходимо изменение
факторов пропорционально полученным для них коэффициентам регрессии с
учетом их знака.
В табл. 3 приведены расчеты поиска оптимальных уровней изученных
факторов по методу крутого восхождения Бокса-Уилсона. Способ расчета включал
ряд последовательных операций (Максимов, Федоров, 1969).
Полученные результаты (табл. 4; рисунок) показывают, что уравнение, ис-
пользованное в качестве интерполяционной модели, попадает в диапазон
эффективных концентраций Na2SeO3, GeO2, KI, а экспериментальные данные, по
сравнению с данными, рассчитанными теоретически (по уравнению), не расхо-
дятся больше, чем на одну дисперсию.
По мере снижения концентрации GeO2 происходит увеличение продук-
тивности спирулины. Так как концентрация GeO2 менее 3 мг/л не оказывает
существенного влияния на продуктивность, оптимальной можно считать
концентрацию GeO2 2,5 мг/л.
Биомасса спирулины, выращенная на модифицированной среде (в присут-
ствии Na2SeO3, GeO2, KI), отличается более ценным биохимическим составом,
хотя продуктивность находится на уровне продуктивности культуры, выращенной
на питательной среде Заррука.
В.Ф. Рудик и др.
342
Рисунок. Изменение продуктивности Spirulina platensis в присутствии Na2SeO3, GeO2, KI
Т а б л и ц а 3 . Расчеты оптимальных уровней факторов по методу крутого восхождения
Фактор x1 – Na2SeO3 x2 – GeO2 x3 – KI
Основной уровень 1 0,5 0,3
Единица варьирования, Λi 1 0,05 0,05
bi 0 -0,11 0
Λi bi - -0,0055 -
Кi - -1 -
Λ= Кi Λi - -0,05 -
Номер опыта Концентрации (шаги факторов), мг/л
1 1 0,5 0,3
2 1 0,45 0,3
3 1 0,4 0,3
4 1 0,35 0,3
5 1 0,3 0,3
6 1 0,25 0,3
7 1 0,2 0,3
8 1 0,15 0,3
9 1 0,1 0,3
10 1 0,05 0,3
1 , 4
1 , 4 5
1 , 5
1 , 5 5
1 , 6
1 , 6 5
1 , 7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0
№ в а р и а н т а
п
р
о
д
у
к
т
и
в
н
о
с
т
ь
,
г
/л
п р о д у к т и в н о с т ь , п о л у ч е н н а я в х о д е о п ы т а
п р о д у к т и в н о с т ь , т е о р е т и ч е с к и р а с с ч и т а н н а я
Оптимизация состава питательной среды
343
Т а б л и ц а 4 . Результаты экспериментов по методу крутого восхождения
Выход биомассы, г/л
Номер опыта
по опыту по уравнению
1 1,45±0,03 1,46
2 1,48±0,02 1,48
3 1,48±0,02 1,50
4 1,52±0,04 1,53
5 1,56±0,03 1,55
6 1,61±0,03 1,57
7 1,61±0,02 1,59
8 1,62±0,04 1,61
9 1,62±0,03 1,63
10 1,62±0,04 1,65
В биомассе, выращенной на модифицированной среде, при близких
значениях содержания аминокислот и пептидов, белка больше на 11 %,
значительно больше фикобилипротеинов (на 25 %). Содержание β-каротина
находится на одинаковом уровне, что может свидетельствовать о том, что
введенные в среду микроэлементы (Na2SeO3, GeO2, KI) не оказывают стрессового
влияния на развитие спирулины (табл. 5).
Т а б л и ц а 5 . Биохимический состав биомассы Spirulina platensis, выращенной на
модифицированной среде (в присутствии Na2SeO3, GeO2, KI)
Содержание биохимических компонентов, %Белковый и пигментный
состав
Модифицированная среда Среда Заррука
Белок 71,00±0,26 63,97±0,17
Пептиды 7,60±0,15 7,60±0,08
Аминокислоты 5,78±0,22 5,33±0,18
Фикобилипротеины
фикоцианин
аллофикоцианин
21,20±0,7
12,53±0,435
8,67±0,30
16,9±0,59
9,3±0,32
7,6±0,13
β-каротин 0,35±0,02 0,34±0,01
Продуктивность, г/л 1,55±0,05 1,60±0,02
Определено также содержание селена, германия и йода в биомассе
S. platensis: селен – 0,97 мг %, германий – 30,48 мг %, йод – 0,106 мг %.
В результате проведенных исследований разработана питательная среда,
содержащая дополнительно селен, йод и германий в виде соединений Na2SeO3,
GeO2 и KI:
В.Ф. Рудик и др.
344
Макроэлементы, г/л: NaNO3 – 2,5; NaHCO3 – 16,8; NaCl – 1,0; K2SO4 – 1,0;
MgSO4 – 0,2; Na2HPO4 – 0,2; CaCl2 – 0,024; FeEDTA – 0,025.
Микроэлементы, г/л. Вар. 1: HBO3 – 2,860; MnCl2 x 4H2O – 1,810; ZnSO4 x
7H2O – 0,220; CuSO4 x 5H2O – 0,080; MoO3 – 0,015. Вар. 2: NH4VO3 – 0,023;
K2Cr2(SO4)4 x 12H2O – 0,096; NiSO4 x 7H2O – 0,048; Na2WO4 x 2H2O – 0,018;
Ti2(SO)4 – 0,040; Co(NO3)2 x 6H2O – 0,044.
Микроэлементы (1-й и 2-й вар.) – по 1 мл/л. Микроэлементы, веденные в
среду дополнительно, г/л: Na2SeO3 – 0,01; GeO2 – 0,0025; KI – 0,0030.
Заключение
Методом математического планирования эксперимента разработана
питательная среда для культивирования спирулины на основе среды Заррука,
которая позволяет получить биомассу, обогащенную такими микроэлементами,
как селен, германий и йод с более ценным биохимическим составом. Эту среду
можно применить для получения биомассы спирулины, обогащенной важными
микроэлементами, и на ее основе – биологически активных добавок для
профилактики и лечения некоторых заболеваний и повышения иммунитета. В
дальнейшем такую среду можно применять для адаптирования спирулины к более
высоким концентрациям селена, германия и йода.
V.F. Rudic1, V.P. Bulimaga2, S.V. Maxacova2
1Institute of Microbiology and Biotechnology, National Academy of Sciences of Moldova,
1, Academiei St., MD2009 Chishinau, Moldova
2State University of Moldova,
60, Mateevich St., MD2009 Chishinau, Moldova
OPTIMIZATION OF THE COMPOSITION OF NUTRITIVE MEDIUM FOR
CULTIVATION SPIRULINA PLATENSIS GEITL. USING MATHEMATIC
METHOD OF EXPERIMENT PLANNING
The full factorial experimental design used for optimization of the nutrient medium composition for
cultivating Spirulina platensis Geitl. Optimization was carried out. The introduction into the medium of
selenium (Na2SeO3), germanium (GeO2), and iodine (KI) considerably improved the nutritive value of the
biomass. Productivity on the optimized medium made up 1.55-1.60 g/L for six days of cultivation.
K e y w o r d s : full factorial experiment, Spirulina platensis, optimization of the nutrient medium,
Na2SeO3, GeO2, KI, valuable biochemical composition.
Бабко А.Т. Методы определения неметаллов. – М.: Наука, 1982. – 256 с.
Гореликова Г.А., Маюрникова Л.А., Позняковский В.М. // Вопр. питания. – 1997. – № 5. – С. 18-21.
Максимов В.Н., Пименова М.Н., Гречушкина Н.Н. Оптимизация состава питательной среды методом
планирования эксперимента // Практикум по микробиологии. – М., 1976. – С. 172-181.
Оптимизация состава питательной среды
345
Максимов В.Н., Федоров В.Д. Применение методов математического планирования эксперимента. – М.:
МГУ, 1969. – 122 с.
Минюк Г.С., Дробецкая И.В. Влияние селена на жизнедеятельность морских и пресноводных
микроводорослей // Экол. моря. – 2000. – Вып. 54. – С. 26-37.
Мосулишвили Л.М., Киркесали Е.И., Белокобыльский А.И. и др. Исследование возможности создания
йодированных лечебно-профилактических препаратов на основе матрицы микроводоросли
Spirulina platensis с использованием ядерно-физических методов анализа // Particles and
Nuclei, Letters. – 2001. – № 4. – P. 110-117.
Назаренко В.А., Антонович В.П. Триоксифлуороны. – М.: Наука, 1973. – 182 с.
Пронина Н.А., Ковшова Ю.И., Попова В.В. и др. Влияние селенит-ионов на рост и накопление селена у
Spirulina platensis // Физиол. раст. – 2002. – 49. – № 2. – С. 264-271.
Саттыев Р., Каримова Х.М., Юсупова Э.Р., Зарипов Э. Влияние йода на рост спирулины //
Промышленное культивирование микроводорослей. – М., 1985. – С. 108-110.
Семененко В.С. Каталог культур сред микроводорослей в коллекциях СССР. – М.: ИФР РАН, 1991. – 226 с.
Сиренко Л.А., Сакевич А.И. Получение из микроводорослей биологически активных и других ценных
соединений // Промышленное культивирование микроводорослей. – М., 1985. – С. 63-65.
Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н. Аккумуляция селена микроводорослями и цианобактериями // Экол. моря.
– 2000. – Вып. 54. – С. 38-41.
Тренкеншу Р.П., Дробецкая И.В. Влияние антогонизма серы и селена на рост и биохимические
показатели спирулины // Там же. – С. 50-57.
Boussiba S., Richmond A.E. C-phycocyanin of the blue-green algae Spirulina platensis // Arch. Microbiol. –
1980. – 125. – P. 143-147.
Edmonds J.S., Morita M. The determination of iodine species in environmental and biological samples // Pure
& Appl. Chem. – 1998. – 70, N 8. – P.1567-1584.
Huang Z., Zheng W.J., Guo B.J. Optimization of cultivation conditions in Se-enriched Spirulina platensis //
Sheng Wu Gong Cheng Xue Bao. – 2002. – 18. – N 3. – P. 373-376.
Langner J., Ansorge S., Bohley P. et al. Intracellular protein breakdown. I. Aktivity determination of
endopeptidase using protein substrates // Acta Biol. Med. Ger. – 1971. – 26. – N 5. – P. 935-951.
Loomis W.D., Durst R.W. Chemistry and biology of boron // Biofactors. – 1992. – 4, N 3. – P. 229-239.
Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall. Protein Measurement with the Folin Phenol Reagent // J.
Biol. Chem. – 1951. – 193, N 1. – Р. 265.
Mosulishvili L.M., Kirkesali E.I., Belokobylsky A.Y. et al. Experimental substations of the possibility of
developing selenium and iodine containing pharmaceuticals based an blue-green algae Spirulina
platensis // J. Pharm. Biomed Anal. – 2002. – 8, N 22. – P. 87-97.
Neamţu G., Tămaş V. Pigmenţi carotenoidici şi metaboliţi. – Bucureşti, 1986. – Vol. 2.
Nuttall C.Y. Boron tolerance and uptake in higher plants. – Cambridge: Dep. Plant Sci. and Cornville and
Coins College. – 2002. – 83 p.
Paoletti C. et al. Accumulation of iodine in Spirulina platensis // Agr. Ital. – 1971. – N 5. – P. 319-326.
Popova V.V., Kovshova J.I., Mazo V.K., Pronina N.A. // Accumulation of trace elements by Spirulina platensis
// Abstr. Intern. Symp. “Plant under environmental stress.” – Moscow: Publ. House of People’s
Friend. Univ., 2001. – P. 227-228.
Rudic V. Aspecte noi ale biotehnologiei moderne. – Chişinău: Ştiinţa, 1993. – 140 p.
Rudic V., Gudumac V., Bulimaga V. et al. Metode de investigaţii în ficobiotehnologie. – Chişinău, 2002. – 60 p.
В.Ф. Рудик и др.
346
Sunde R.A. Molecular biology of selenoproteins // Ann. Rev. Nutr. – 1990. – N 10. – P. 451-474.
Suzuki F. Antitumor mechanism of carboxyethyl-1-germanium sesquioxide in mice bearing Ehrlich ascites
tumors // Can To Kagaku Ryoho. – 1987. – 14. – P. 127-134.
Suzuki F. Suppression of tumor growth by peritoneal macrophages isolated from mice treated carboxyethyl
germanium sesquioxide // Ibid. – 1985. – 12. – P. 2122-2128.
Suzuki F., Brutkiewicz R.P., Pollard R.B. Cooperation of lymphocyte (S) and macrophages in expression of
antitimor activity of carboxyethypylgermanium sesquioxide // Antican. Res. – 1986. – 6. –
P. 177-186.
Tao S., Bolger P. Hazard assesment of germanium supplements // Reg. Toxicol Pharm. – 1997. – 3, N 6. –
P. 211-219.
Wong D., Oliveira L. Effects of selenite and selenate on the growth and motility of seven species of marine
microalgae // Can. J. Fish. Aquat. Sci. – 1991. – 48, N 7. – P. 1193-1200.
Zhi-Yong Li, Si-Yuan Guo, Lin Li. Bioeffects of selenite on the growth of Spirulina platensis and its
biotransformation // Biores. Techn. – 2003. – 9, N 89. – P. 171-176.
Получена 08.02.07
Подписала в печать Е.И. Шнюкова
|