The Production of High Phycocyanin by Applications of Red Light-Emitting Diodes (LEDs) In Vitro Algae Growth on Spirulina platensis

Abstract

Spirulina platensis культивується у великих масштабах по всьому світу, в першу чергу для забезпечення харчових добавок як для людей, так і для тварин. Для вивчення позитивного впливу джерела світла на фотоаутотрофне культивування Spirulina platensis у цьому дослідженні використовуються різні світлодіоди (LEDs) з різною довжиною хвилі світла. З експериментальних результатів випливає, що використання червоного LED з λmax = 632 нм призводить до найвищої питомої швидкості росту Spirulina platensis при постійному освітленні (192,5 мкмоль∙м – 2∙с – 1). Світло від LED в експерименті 2 визначено найкращим світлом для біомаси та фікоціаніну. Результати показують, що водорості росли до 7-го дня, а потім максимальна густина біомаси становила 1,231 ± 0,0005 г∙л – 1. Розвинене культивування займає 9 днів, даючи 3,54 мг∙мл – 1 C-фікоціаніну із Spirulina platensis з чистотою 2,0 г, для чого після LED в експерименті 2 включали червоний LED в експерименті 1, далі червоний LED в експерименті 3 і білий LED в контрольному експерименті. Передбачається, що цей результат відповідає питомій швидкості росту Spirulina platensis і C-фікоціаніну високої чистоти від червоного LED з λmax = 632 нм в експерименті 2, щоб довести, що ця довжина хвилі важлива для зростання водоростей з вмістом C-фікоціаніну високої чистоти. Отже, питання про біопотенціал цієї привабливої для промислового застосування водорості потребує подальшого вивчення.

Spirulina platensis are cultured at a large scale around the world primarily for providing food supplements for human as well as animal diets. Various light-emitting diodes (LEDs) with different light wavelengths are conducted to explore the positive effects of light source on photoautotrophic cultivation of Spirulina platensis in this study. From the experimental results, red LED λmax = 632 nm exhibits the highest specific growth rate under continuous illumination (192,5 µmol m – 2 s – 1). Among them, red LED light in experiment 2 is determined as the best light for biomass and phycocyanin, results present that algae grew up to the 7th day and then the maximum density of biomass was 1.231 ± 0.0005 g L – 1, this developed cultivation takes 9 days, yielding 3.54 mg mL – 1 C-phycocyanin with a purity of 2.0 gram from Spirulina platensis, followed by red LED in experiment 1, red LED in experiment 3 and white LED in control. This result is proposed to fit the specific growth rates of Spirulina platensis and high C-phycocyanin from red LED λmax = 632 nm in the experiment 2 to determine this wavelength being important for algae growth with high C-phycocyanin. Hence, the information LEDS about the biopotential of this attractive alga for industrial application needs further research.