Scenedesmus regularis ve Scenedesmus obliquus alg türlerinde azota bağlı lipit içeriğindeki değişimlerin incelenmesi

Abstract

Bu çalışma, model organizma olarak seçilenScenedesmus regularis ve Scenedesmus obliquus mikroalg türlerinin, azot elementinin farklı konsantrasyonlarıyla hazırlanmış BBM (Basal Bold Medium) besiyerindeki 20 günlük inkübasyonları süresince, biyodizel hammaddesiolan nötral lipid değişikliklerinin izlenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda; hücre büyümesi (biyomas), nötral lipid ve TAG (Triaçilgliserit) ölçümleri gerçekleştirilerek türlerin biyoyakıt potansiyelleri hakkında değerlendirmeler yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, Scenedesmus regularis ve Scenedesmus obliquustürlerinin her birinde azot açlığı ve azot tokluğu uygulamalarının büyüme üzerinde stres faktörü olduğu belirlenmiştir. Büyüme, her iki türde de kontrol grubuna göre belirgin bir şekilde düşük bulunmuştur. Büyümedeki azalma azot açlığı uygulanan grupta daha belirgin iken azot tokluğu uygulanan grupta da büyümenin az miktarda baskılandığı gözlemlenmiştir. Alg türlerinin yağ asidi profilleri, büyüme durağan faza geçtiğinde inkübasyonun sonlandırılması ve elde edilen alg biyomasının Gaz Kromotografisi (GC) analizi ile belirlenmiştir. Kontrol grubuna göre, azot açlığı ve azot tokluğu gruplarında SFA ve MUFA miktarları yüksek iken PUFA miktarları ise daha düşüktür. Her iki türün tüm manüplasyon gruplarında, SFA, MUFA ve PUFA değerleri, Avrupa birliği EN 14214 standartlarını karşılayacak aralıkta bulunmuştur. Scenedesmus regularis'de SFA ve MUFA oranı toplamı kontrol grubunda yaklaşık %90,62 iken açlık grubunda %98,77, tokluk grubunda ise %95,51, Scenedesmus obliquus'ta ise kontrol grubunda %100 iken açlık grubunda %97,38 ve tokluk grubunda %95,69 olarak bulunmuştur. FTIR analizleri sonucunda, azot açlığına cevap olarak mikroalglerin TAG miktarlarında önemli artışlar olduğu, azot tokluğunda ise kontrol ile yaklaşık değerlerde TAG miktarı gözlemlenmiştir. Çalışmada kullanılan her iki türünde azot açlığı grubunda TAG miktarını karbohidrat ve protein gibi makro bileşikleri dönüştürmek suretiyle depolama yoluna gittiği sonucuna varılmıştır. Flow ve Floresans cihazları ile mikroalglerin nötral yağ miktarları ve değişimleri gözlemlenmiştir. Nil-red ile nötral yağlar boyanarak yapılan ölçümler ışığında Scenedesmus regularis türünün nötral lipid miktarı kontrolde %27,2, açlık grubunda %77,4ve tokluk grubunda %32,2 iken, Scenedesmus obliquus türünün nötral lipid miktarı kontrolde %10,4,açlık grubunda %44,1, tokluk grubunda %3 olarak saptanmıştır.

In this thesis, changes on neutral lipids of microalgal species, Scenedesmus regularis and Scenedesmus obliquus, selected as model organisms for biodiesel feedstock, were aimed to be monitored within a 20 days of incubation period performed under different nitrogen concentrations of Basal Bold Medium (BBM). Within this scope, biomass, neutral lipids and Triacylglycerol measurements were carried out to evaluate the biofuel potentials of each species. Our results revealed that a priori set for both N-starvation and N-enrichment were stress factors was confirmed; the growth was found to be markedly lower in N-manipulated groups compared to control. Decline on growth was pronounced much more in N-starved group than that in N-enriched group. GC analysis was used to determine the fatty acid profiles of microalg species, using the biomasses harvested at the stationary phase that was being the end of the incubation period. While the total amounts SFA and MUFA increased, the amount of PUFA decreased on manipulated groups compared to control. The ratios of SFA, MUFA and PUFA recorded during the study met the requirements for biodiesel production validated by the Europen Union standards (EN 14214) for both species. In Scenedesmus regularis, the total of SFA and MUFA 90,62% in control group, 98,77% in N-starved and 95,51% in N-enriched group. Corresponding values for Scenedesmus obliquus were found to be 100%, 97,38% and 95,69%, respectively. FTIR analysis revealed that both microalg species responded to the N-starved conditions as to increase their TAG contents whereas N-enriched conditions resulted in TAG contents closely similar to the control group. The conversion of carbohydrates and proteins to the lipids during starvation was suggested to be the cause in lipid increments. Both fluorescence spectrophotometry and flow cytometry were applied to determine changes in neutral lipids of microalg cells dyed with nile red. In Scenedesmus regularis, the ratios of neutral lipids were found to be 27,2%, 77,4%, 32,2% in control, N-starved and N-enriched groups, respectively. Corresponding values for Scenedesmus obliquus were 10,4%, 44,1%, 3%, respectively.