El Factor de crecimiento en el cultivo de espirulina

1 prefacio

Espirulina, también conociduncomo Arthrospira,Es un organismo procariótico filamentoso azulverazulado de 7-400 µm de largo, 30-45 µm de ancho, y 7-10 µm de diámetro (como se muestrunen la figura 1).Crece principalmente en regiones tropicales y subtropicales y lagos alcalinos. Tiene una historia viva de 3,5 mil millones de años y es una de lasformas de vida más antiguas en la tierra [1,2].

Hay más de 50 especies de espirulina, pero sólo dos especies, artrospiramaxima y artrospiraplatensis, se cultivan a gran escala a nivel internacional.Espirulina y sus extractos selampliamente utilizados en alimentos, piensos y cosméticosDebido a sus ricos nutrientes, que contienen 60%-70% de proteínas, 25% de aminoácidos esenciales, 4% de vitaminas, etc, y varios ingredientes tienen ciertas actividades biológicas, tales como anti-oxidy mejorar la inmunidad humana [3-5]. 

En los últimos años, muchos investigadores han encontrado a través de experimentos In vitro celanimales queEspirulina y sus extractos tienen una serie de funciones biológicasEn el cuerpo humano, tales como anti-oxid, anti-inflamación, anti-tumor, mejora de la inmunidad, y la prevención de hígado graso [6−8], haciendo espirulina tienen un gran potencial en los mercados biológicos y médicos. En la actualidad, elworld's espirulina el consumo promedio es de más de miles de toneladas por año [9]. Como spirulina's las funciones de nutrición y atención de la salud han atraído más la atención de los consumidores, su demanda en el mercado también está aumentando año tras año. Senembargo, debido al alacosto de cultivar espirulina, el bajo rendimiento por unidad de área y la seria contaminación microbiana del producto resultante, mejorar la tecnología de cultivo de espirulina para reducir costos e incrementar el rendimiento por unidad de área se ha convertido en un foco de investigación.

Espirulina tiene las características de fuerte fotosíntesisRápido crecimiento y reproducción, fuerte adaptabilidad ambiental y fácil cosecha. Puede ser cultivada en piscinas cerradas y abiertas en lotes individuales o de forma continua, pero su tasa de crecimiento y contenido de componentes están estrechamente relacionados celcondiciones tales como nutrientes, medio ambiente de cultivo, y la región. En general, la solución de cultivo espirulina se puede cosecuando el OD560 nm es 0,8 (aproximadamente 0,34 g/L), pero la pérdida de nutrientes puede ocurrir durante la cosecha debido a la ruptura celular [10]. Por lo tanto, entender los principales factores que influyen y sus patrones de influencia en el cultivo de espirulina permitirá que las condiciones de crecimiento de espirulina sean reguladas de acuerdo a los objetivos de cultivo (tales como alto rendimiento, enriquecimiento de nutrientes, etc.), de tal manera razonable y efectiva controlando la tasa de crecimiento y el contenido de componentes de espirulina y obteniendo espirulina de alta calidad y alto rendimiento.

En la actualidad se han presentado muchos informes sobre elFunciones biológicas de la espirulinaPero cada vez menos informes en profundidad sobre las condiciones de cultivo. Por ejemplo, Tian Qiyang [11] estudió el efecto de las fuentes de nitrógeno en el crecimiento espirulina. Los resultados mostrarelque el sulfato de amonio en la misma concentración podría promover el crecimiento celular espirulina más de acetato de amon, pero la razón no se explicó. Además, el estudio sólo se centró en el rendimiento y no consideró el costo del cultivo. Este trabajo revisa los factores que afectan el crecimiento de espirulina y temas relacionados tales como costo y rendimiento, proporcionando orientación teórica para el cultivo de espirulina celbajo costo, alto rendimiento y alta calidad.

2 factores que afectan el crecimiento espirulina

Fuente de nitrógeno

La proteína es el principal componente de espirulinaEn el caso de las aguas de baño, las aguas residuales representan entre el 50% y el 70% de su contenido. Las fuentes de nitrógeno sellas principales materias primas para la síntesis proteica. La forma y el contenido de las fuentes de nitrógeno en el medio de cultivo tienen un efecto significativo en el crecimiento y el contenido de proteínas de espirulina, y diferentes fuentes de nitrógeno tienen diferentes efectos en el crecimiento de espirulina. Actualmente, las fuentes de nitrógeno comúnmente utilizadas incluyen urea, glutamsódico, NaNO3 y NH4Cl, acetato de amonio, etc. La tabla 1 muestra el efecto de diferentes fuentes de nitrógeno y sus concentraciones en el rendimiento final de espirulina. Por ejemplo, 7,5 mmol/Lde urea y 15 mmol/Lde NaNO3 se utilizarelcomo fuentes de nitrógeno en un fotobiorreactor tubular, respectivamente, y se realizó un cultivo de un solo lote para 8 d en las condiciones de pH9,5 y temperatura 32 °C. Los rendimientos de espirulina células fueron 486 y 515 mg/(L.d), respectivamente [12]. Aunque la concentración de urea fue la mitad de la concentración de NaNO3, los rendimientos finales de espirulina cultivada con los dos fueron similares, lo que indica que la tasa de crecimiento y rendimiento de espirulina cuando se utiliza la urea como fuente de nitrógeno fueron mayores. Cuando la concentración de urea excedió los 200 mg/L,la tasa de crecimiento disminuyó gradualmente, principalmente porque [17,18]:

(1) Cada molécula de urea proporciona 2 átomos de nitrógeno, mientras que NaNO3 sólo suministra 1 átomo de nitrógeno; (2) en condiciones alcalinas, la urea puede hidrolizarse espontáneamente en la solución de cultivo a amoníaco, que es fácilmente absorbido por espirulina; (3)spirulina's absorción de nitratosPrimero requiere que se reduzca a nitrito, y luego se convierte en amoníaco bajo la acción de las enzimas. Además, el proceso de reducción consume energía; (4) cuando la concentración de la fuente de nitrógeno es demasiado alta, el exceso de nitrógeno puede convertirse en iones de amonio tóxicos que inhiel crecimiento celular. Glutamato de sodio a una concentración de menos de 1 g/L en el medio de cultivo puede aumentar la tasa de crecimiento de espirulina, así como el contenido de proteínas y beta-caroten, pero a una concentración de más de 1 g/L,la tasa de crecimiento disminuye significativamente debido a la limitada capacidad metabólica [11].

En los últimos años, el NH4HCO3 se ha utilizado cada vez más como nitrógenoFuente para el cultivo de espirulina(1) es menos caro, ya que el precio de NH4HCO3 es menor que el de la urea y NaNO3; (2) puede ajustar el valor de pHy la fuente de carbono de la solución de cultivo; Y (3) el amoníaco producido puede inhibir el crecimiento y reproducción de rotíferos. Bao Yilu etAl.[13] espirulina cultivada en un solo lote, y la concentración adecuada de NH4HCO3 en el medio de cultivo fue de 5,0 mmol/L, y el rendimiento final espirulina podría alcanzar 260 mg/L. Senembargo, cuando la concentración de NH4HCO3 excedió 5.0 mmol/L, el crecimiento y la reproducción de espirulina fue inhi, e incluso se desintegry murió. Por lo tanto, el rendimiento final de espirulina se puede aumentar efectivamente mediante la combinación de diferentes fuentes de nitrógeno durante el proceso de cultivo.

2.2 fuente de carbono

Espirulina es un microorganismo fotosintéticoQue puede utilizar el CO2 como fuente de carbono para la fotosíntesis en condiciones de luz para producir energía y compuestos que contienen carbono. También puede sintetizar carbohidratos (como ácido linolénico y polisacáridos) usando fuentes de carbono orgánico o inorgánico en ausencia de luz. En la actualidad, los compuestos orgánicos simples como la glucosa, la lactosa y el etanol se utilizan comúnmente como fuentes de carbono para el cultivo de espirulina, principalmente porque son fáciles de controlar y pueden obtener altos rendimientos de espirulina en un período de tiempo relativamente corto. Los efectos de diferentes fuentes de carbono en el crecimiento de espirulina y su contenido de componentes varían mucho. Por ejemplo, bajo las condiciones de cultivo de una intensidad de iluminación de 5,0 KLXy una concentración de la fuente de carbono de 1 g/L, se llevó a cabo un cultivo por lotes utilizando etanol, glucosa y ácido acético como fuentes de carbono en un cultivo por lotes durante 14 días bajo las condiciones de cultivo de una intensidad de iluminación de 5,0 KLX y una concentración de la fuente de carbono de 1 g/L, las densidades celulares finales de espirulina fueron 2,17, 2,05 y 1,95 g/L, respectivamente, Las cuales fueron 1,2 a 1,4 veces la densidad celular (1,57 g/L) del cultivo fotoautótrofo con CO2 como fuente de carbono. 

El contenido de ácido linolénico (GLA) enÁcidos grasos totales ácidos grasos totales en espirulina es el 23,6% (glucosa)El 24,2% (ácido acético) y el 24,5% (etanol) cuando se utilizan diferentes fuentes de carbono. El etanol y el ácido acético producen más GLunque la glucosa como fuente de carbono. Las principales razones son: (1) espirulina directamente puede convertir ácido acético o etanol en acetil coenzima A,un precursor de la formación de grasa [19]; (2) subproductos orgánicos del metabolismo de la glucosa puede inhibir el crecimiento y la reproducción de espirulina en ciertas concentraciones [14]. Es decir, acetilcoenzima un[19]; (2) subproductos orgánicos del metabolismo de la glucosa puede inhibir el crecimiento y la reproducción de espirulina en ciertas concentraciones [14].

elLa tasa de crecimiento de espirulina también se ve afectada por diferentes concentracionesDe la misma fuente de carbono. Por ejemplo, Tian Hua etAl.[20] mostró que cuando espirulina se cultiva con un medio nutriente mixto en medio Zarrouk y 4 KLX luz, la concentración óptima de glucosa como una fuente de carbono fue de 3 g/L. Después de 9 días, el peso seco de espirulina fue 1,29 veces el del grupo de control (senglucosa). Senembargo, cuando la concentración de glucosa excede 4 g/L, la tasa de crecimiento de espirulina es limitada, principalmente porque: (1) la glucosa puede activar la actividad de espirulina células enzimas metabólicas fisiológicas, mejorar la fotosíntesis espirulina y aumentar el valor de saturde luz, produciendo así mayor espirulina biomasa; (2) el grupo control espirulina es autotrófico fotosintético, y HCO3− es su principal fuente de carbono. Reacción HCO3−→CO32−+OH− causa un gran cambio en el pHde la solución de cultivo, lo que conduce a la inhibición de la tasa de crecimiento de espirulina. Sin embargo, vale la pena notar que en un sistema abierto de cultivo industrial de espirulina, existe una compleja competencia entre bacterias y algas. Añadir una fuente de carbono orgánico puede alterar el equilibrio bacteria-algas establecido, y se necesita más investigación.

El calentamiento Global de los últimos años es causado principalmente por gases de efecto invernadero como el CO2 producido por la combustión de combustibles fósiles. El cultivo de microorganismos fotosintéticos con CO2 como fuente de carbono para reducir las emisiones de CO2 en el aire ha atraído mucha atención [21]. OgbondaetAl.[22]cultivado en un fotobiorreactor espiral escalonado cultivado con una concentración de CO2 de 0,44 g/(L.d) y una intensidad luminosa de 60 μmol/(m2.s) durante 50 días en un fotobiorreactor heliheliescalado. La concentración de espirulina células alcanzó un máximo de 12,8 g/L, y la tasa de consumo de CO2 superó el 90% durante el período comprendido entre el 20 al 50 día. Sin embargo, el CO2 excesivo también tenía un cierto inhibidorEfecto sobre el crecimiento espirulina. HCO3− es la principal forma de CO2 en solución acuosa y una importante fuente de carbono inorgánico para el cultivo de espirulina. La concentración de CO2 puede ser efectivamente controlada mediante el ajuste del pHde la solución de cultivo, controlando así la tasa de crecimiento y el rendimiento final de espirulina [21]. Por lo tanto, el CO2 y otro carbono orgánico pueden ser razonablemente combinados como una fuente de carbono para el cultivo de espirulina, que no sólo puede obtener un gran rendimiento, sino también reducir la emisión de CO2 en el aire.

2,3 pHy temperatura

El pH y la temperatura tienen un efecto significativo en el cultivo de espirulina. La tasa de crecimiento de espirulina cambia parabólicamente con el pH y la temperatura. Espirulina puede obtener la tasa de crecimiento más rápido y el mayor contenido de proteínas en las condiciones de una solución de cultivo con un pH de 9 a 10 y una temperatura de 30 °C [1,22]. Además de afectar el crecimiento yReproducción de espirulina y morfocelularEl pH y la temperatura también afectan al contenido y la actividad de spirulina&#Principios activos. Ismaielab etAl.[23]encontraron que el contenido de ficobiliproteínas, clorofila y carotenen espirulina fue más alto cuando el pH del medio de cultivo fue de 8,5, alcanzando 91, 10,6 y 2,4 mg/g, respectivamente; La actividad antioxidante de espirulina también fue más alta cuando el pH fue 9,0, su capacidad de eliminación de radicales libres, la reducción de poder y la capacidad de quelfueron 567%, 250% y 206% del grupo de control (2,5 μg BHT), respectivamente.

Durante el cultivo de espirulina, el consumo de HCO3− y nutrientes y la producción de metabolihizo que el pH de la solución de cultivo para aumentar y la temperatura para aumentar. La producción de amonio libre en la solución de cultivo fue la principal razón para elDisminución en la producción de espirulina.  Por lo tanto, en un medio de cultivo que utiliza NH4HCO3 como una fuente de nitrógeno y carbono, el valor de pH juega un papel clave en el control del suministro de nutrientes a la espirulina. Durante el proceso de cultivo, el valor de pH y los cambios de temperatura en el medio de cultivo deben ser ralentizados tanto como sea posible para reducir el efecto inhibitsobre el crecimiento de espirulina.

2.4 fuente de luz

La fuente de luz es la principal fuente de energía para el crecimiento y reproducción de microorganismos fotosintéticos. Espirulina es un microorganismo fotosintético, por lo que la fuente de luz es también uno de los factores más importantes que afectan a laCrecimiento y reproducción de espirulina. La longitud de onda, la duración de la luz y la intensidad de la luz de la fuente de luz tienen una gran influencia en la tasa de crecimiento y el contenido de componentes de espirulina. El rendimiento final de espirulina aumenta con el aumento de la intensidad de la luz. Si la glucosa se utiliza como la fuente de carbono, el rendimiento final de espirulina es de 1,24, 1,61 y 1,95 g/L cuando se cultiva bajo intensidades de luz de 2,0, 3,5 y 5,0 KLX durante 14 días, respectivamente [19]. El ShietAl.[1]demostró que cuando se cultiva en un tanque de vidrio transparente, la tasa de crecimiento de espirulina aumentó gradualmente con el aumento de la longitud de onda de la luz, y la longitud de onda de la fuente de luz óptima fue la luz roja, y el tiempo de luz óptima fue de 8 h/d. Después de 18 d de cultivo bajo luz roja (620-630 nm), luz azul (465-475 nm) y luz verde (522-532 nm), los rendimientos finales de espirulina fueron 1,35, 1,18 y 1,08 g/L, respectivamente. El rendimiento final de espirulina cultivada bajo luz roja aumentó en un 56,69% en comparación con el grupo de control (sin luz).

El tiempo de luz también tuvo un efecto significativo en el rendimiento final de espirulina. Cuando se irradian durante 0-12 h al día durante 18 d, elEl rendimiento de espirulina aumentó gradualmenteCuando el tiempo de luz era inferior a 8 h/d, después de lo cual no hay diferencia significativa. El rendimiento máximo de 1.44 g/L se obtiene cuando la luz está encenpara 8 h/d, que es 67.64% mayor que el grupo de control. La fuente de luz tiene un efecto significativo en el contenido de espirulina ingredientes. Cuando se cultiva bajo luz ultravioleta para 0-9 h, el contenido de grasa de espirulina aumentó en un 29,5% en comparación con el grupo de control (sin luz ultravioleta). VonshaketAl.[25]informó que cuando la intensidad de la luz excede la intensidad de la luz de saturde espirulina, se produce la fotoinhibi. Xia Jianrong etAl.[26] mostró que espirulina cultivada en altas concentraciones de CO2 puede mejorar la tolerancia a alta intensidad de la luz y reducir la fotoinhibi. Por lo tanto, durante el cultivo de espirulina en contenedores interiores o estanques al aire libre, mediante la cosecha continua de espirulina y el ajuste de la concentración de CO2, el valor de OD650 nm en la solución de cultivo se puede controlar dentro de un cierto rango para garantizar la intensidad de la luz en la solución de cultivo, obteniendo así la máxima tasa de crecimiento de espirulina.

2.5 Rotifer contamination

Los rotíferos son protozoque se alimentan exclusivamente de algas. Tienen una fuerte capacidad de adaptarse a su entorno y reproducirse tanto asexual como sexualmente. Son un serio peligro para el cultivo de espirulina. Cuando la contaminación por rotíferos es extremadamente grave, puede causar aRápida disminución en la producción de espirulinaO incluso una pérdida completa dentro de 1 día. En la actualidad, existen dos métodos principales utilizados para reducir la contaminación del cultivo de algas por los rotíferos: 1) los métodos de prevención física, incluida la desinfección, la filtración microporosa, etc., pero el efecto inhibitorio es relativamente escaso; (2) métodos de control químico, utilizando productos químicos (tolueno, xileno, urea, etc.) para inhibir el crecimiento y la reproducción de los rotíferos, lo que tiene un mejor efecto inhibitorio. Dado que la síntesis artificial de sustancias químicas plantea ciertos riesgos de seguridad para el cultivo comercial de algas, los inhibinaturales se han convertido en el foco principal de la investigación actual [27-29].

Por ejemplo, HuangetAl.[28]encontraron que la matrina, la matrina y la matrina tienen un fuerte efecto tóxico sobre la Tetrahymena thermophila ciliada, y son relativamente de bajo costo (alrededor de 10 yuan/g para la matrina). Los valores de LC50 de 24 horas son 0,175, 0,061 y 2,13 μg/L, respectivamente. 1.76~2.13 μg/L matrine (un insecticide planta) puede reducir eficazmente el número de rotíferos y su capacidad reproductiva, y no tiene una toxicidad significativa para el crecimiento de las células espirulina y la fotosíntesis de clorofila; 0,003 ~ 0,006 mg/L la solución combinada (extracto de veza amarga y kawain en una relación de masa de 1:9) puede inhibir significativamente el crecimiento de rotíferos en 3 días. A los 9 días, todos los rotíferos habían muerto, y no hubo un efecto significativo en la finalEspirulina o su contenido de ficocianina[10]. Una concentración de NH4HCO3 de más de 200 mg/L en el medio de cultivo tiene un efecto inhibitorio significativo sobre el crecimiento y la reproducción de los rotíferos. Después de 24 horas, la población de rotifer disminuyó de 52 a 6 por mL, y después de 48 horas, su capacidad reproductiva fue de 0. La razón puede ser que el amoníaco producido aumentó el contenido de glutamato extracelular, resultando en intoxicación aguda del sistema nervioso central de los rotíferos [28]. O el amoníaco libre puede tener un efecto tóxico directo sobre las células rotíferas.

2.6 inhibidores del crecimiento autótrofo

Los inhibidores del crecimiento autótrofo son metaboliproducidos durante el cultivo de espirulina, tales como polisacáridos macromoleculares (peso molecular más de 100 kDa), los restos de espirulina muerta, y aminas liberadas por su descomposición. These have aSerio efecto inhibitsobre el crecimiento de espirulinaSu descarga directa también puede causar problemas ambientales como la muerte de plantas acuáticas y la proliferación de algas. 

Espirulina solución de cultivo reutilizado contiene polisacárimacromolecularesLo que puede hacer que la tasa de crecimiento de espirulina para disminuir en un 23% en comparación con la solución de cultivo fresco, la absorción de sal de nutrientes para disminuir en más de 35%, el contenido de proteínas para disminuir en un 15%, y el contenido de clorofila para disminuir en un 35% [13]. Las principales razones son las siguientes: (1) los inhibidores pueden aumentar la hidrofobicidad de la superficie celular, lo que lleva a la floculación celular y sedimentación; 2) el efecto de la reducción del contenido de clorofila sobre la fotosíntesis; (3) reducción de la actividad de las enzimas del sistema antioxidante y de la nitrato reductasa; (4) otras contaminaciones microbianas [29]. Con el fin de mejorar la tasa de reutilización de la solución de cultivo y reducir la contaminación ambiental causada por la solución de cultivo, la tecnología de separación de membrana y la adsoradsorson métodos comúnmente utilizados para eliminar la materia orgánica de la solución de cultivo de espirulina. YuetAl.[30] encontraron que la tasa de crecimiento de espirulina en el medio de cultivo filtrado a través de una membrana de ultrafiltración de 100 kDa fue 30% más alta que en el medio de cultivo sin filtrar, que fue cerca de la de medio de cultivo fresco. Wang WangWangWangetAl.[31] utilizaron la resina de adsormacroporosa S-8 para tratar el medio de cultivo, lo que redujo los polisacáridos extracelulares en un 62% y aumentó la tasa de crecimiento de espirulina en 39,4%. Combinado con la cosecha continua de espirulina, es imperativo desarrollar tecnología para la separación y extracción de espirulina polisacáridos extracelulares y proteínas extracelulares de caldo de cultivo espirulina.

Elementos traza

Oligoelementos tales como selenio, yodo, cobre, zinc y manganeso también tienen un cierto efecto en el crecimiento de espirulina [32]. Microalgas como espirulina tienen un efecto de bio-concentración en la mayoría de los metales. Las bajas concentraciones de metales tienen un cierto efecto de promoción en el crecimiento de espirulina, yEspirulina con usos especiales se puede cultivar.Sin embargo, altas concentraciones de metales son tóxicos para espirulina por dañar la permede la membrana celular. La tabla 2 muestra las concentraciones de varios oligoelementos que promueven e inhiel crecimiento de espirulina. El selenio es una parte integral de la glutatión peroxid, que es esencial para la vida humana y el metabolismo, y tiene las funciones de mantener el metabolismo celular normal y prevenir y tratar diversas enfermedades.

El selenio orgánico tiene menor toxicidad y mayor actividad biológica, y es una fuente importante de selenio para el cuerpo humano.Selenio en espirulina es principalmente en forma de selenio orgánico(como selenoproteína), por lo que el selenio inorgánico puede ser convertido en selenio orgánico a través del efecto de enriquecimiento de espirulina. Las concentraciones de selenio por debajo de 0,1 mg/mL puede promover el crecimiento espirulina, mientras que también aumenta el contenido de ficocianina (C-PC) y carotenen espirulina [33]. Sin embargo, las concentraciones de selenio por encima de 0,2 mg/mL son tóxicos y pueden conducir directamente a espirulina muerte. Mediante la adición de selenio en pequeñas cantidades, su concentración acumulada puede alcanzar 1 mg/mL, que todavía puede promover el crecimiento de espirulina. El contenido de selenio en espirulina puede llegar hasta 1,3 mg/g [39].

Otros factores

El entorno cultural también tiene un cierto efecto en el crecimiento deEspirulina y el contenido de sus componentes. Tolgal etAl.[40] encontraron que después de 10 días de cultivo en una incubtransparente, el rendimiento de espirulina alcanzó 0,99 g/L, pero el contenido de proteínas era bajo, en sólo 33,4%. Cuando se cultiven en bolsas y estanques de polietileno, el rendimiento fue de sólo alrededor de 0,5 g/L, y el contenido proteico fue de 54,5% y 58,3% respectivamente. Las principales razones son: (1) en la incubtransparente, espirulina crece rápidamente, las fuentes de nitrógeno se consumen rápidamente, y la síntesis de proteínas es limitada, lo que resulta en un bajo contenido de proteínas en espirulina; (2) el cambio de temperatura en un recipiente cerrado es menor que en un estanque al aire libre y es más fácil de controlar, especialmente cuando se cultiva en invierno. El medio de cultivo es un nutriente importante para el crecimiento y reproducción de espirulina. Por ejemplo, Mg2+ promueve la síntesis de polisacáridos mediante la activación de la actividad enzim, mientras que K+ y Na+ mantienen la presión osmótica normal dentro y fuera de la membrana celular.

Shi etal. [1] utilizaron un experimento ortogonal de cinco factores y cuatro niveles para obtener la composición y el contenido delÓptimo espirulina medio. Los cinco nutrientes principales y sus concentraciones fueron NaHCO3 10 g/L, NaNO3 2 g/L, KH2PO4 0,6 g/L, MgSO4·7H2O 0,2 g/L y K2SO4 1,2 g/L. Las vitaminas también tienen un cierto efecto sobre el crecimiento y el contenido de espirulina. Por ejemplo, Zhang ZhangShaobin et al. [41] informó que 0,1-5 mg/L vitamina B5 puede promover el crecimiento de espirulina, con el mayor efecto de promoción de 0,5 mg/L. Después de 9 días de cultivo, el OD560 nm de la solución de cultivo superó 0,9, y el contenido de ficocianina alcanzó un máximo de 0,02 mg/mL. La investigación [42] muestra que los ácidos grasos poliinsaturados y el contenido de citocromo de espirulina cultivada en agua de mar son significativamente más altos que los de espirulina cultivada en agua dulce. Una inferencia preliminar es que esto es causado por las siguientes razones:

(1) El agua de mar es rica en nutrientes minerales; (2) el agua de mar tiene buenas propiedades tampón y un lento cambio de pH; (3) el agua de mar tiene una alta concentración de CO2. Sin embargo, las razones específicas necesitan ser exploradas más a fondo.

3 resumen y perspectivas

Polvo espirulinaEs rico en nutrientes y tiene ciertas actividades biológicas. Junto con la mejora de las personas#39 el nivel de vida y el refuerzo de la sensibilización en materia de salud, la demanda está aumentando gradualmente. Sin embargo, en la actualidad, las compañías de espirulina están enfrentando problemas tales como altos costos de cultivo, bajo rendimiento por unidad de área, seria deprepor rotíferos y seria contaminación microbiana de los productos resultantes, lo cual ha llevado a una baja producción de espirulina y limitado su aplicación. Además, la espirulina, como el alimento ideal del siglo 21, se convertirá en una parte integral de la futura agricultura circular. La reducción de los costos de producción, el aumento de los rendimientos y el control del riesgo de contaminación ambiental se convertirán en las principales direcciones de investigación para el cultivo de espirulina en el futuro.

Con la rápida expansión de la población, el desarrollo de los recursos marinos y la producción de nuevos alimentos marinos se han puesto en la agenda, y hay una necesidad urgente de mejorar la tecnología para el cultivo de espirulina utilizando agua de mar. El tipo y la concentración de nitrógeno y fuentes de carbono, la concentración de CO2, la longitud de onda de la luz, y los inhibidel crecimiento autótrofos son los parámetros que tienen un impacto significativo en la tasa de crecimiento de las células espirulina. Mejorar la tecnología de cultivo deEspirulina debe comenzar con los parámetros anteriores,Y buscar una tecnología de cultivo de espirulina con bajo costo y alto rendimiento. Por ejemplo, durante el cultivo de interior de espirulina, la tasa de crecimiento de las células espirulina se puede ajustar mediante el control del tipo y la concentración de la fuente de nitrógeno, la longitud de onda de la luz y la concentración de CO2, etc, mientras que una cierta cantidad de sustancias tales como trichodermin se puede añadir para inhibir la invasión de rotíferos, reducir los costos de producción, aumentar los rendimientos y reducir el riesgo de contaminación ambiental.

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