Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54467 Общая биофизика General biophysics Общая биофизика EVALUATION OF THE CARBON ABSORPTION COEFFICIENT OF DUNALIELLA VIRIDIS TEOD ОЦЕНКА КОЭФФИЦИЕНТА АБСОРБЦИИ УГЛЕРОДА КУЛЬТУРОЙ DUNALIELLA VIRIDIS TEOD Кальпа В А Kalpa V A faultyradioreceiver@gmail.com Лелеков А С Lelekov A S a.lelekov@yandex.ru Севастопольский государственный университет ru Sevastopol State University ru Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского РАН ru A.O. Kovalevsky Institute of Biology of the Southern Seas of RAS ru 25 12 2019 25 12 2019 4 4 490 495 20 12 2019 20 12 2019 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54467/view

Проведена оценка предельной продуктивности и коэффициента абсорбции углерода культурой Dunaliella viridis , выращиваемой при барботаже суспензии с помощью аквариумного распылителя. При условии, что содержание углекислого газа в воздухе составляет 0,04 %, предельная продуктивность культуры микроводорослей составляет 0,622 г СВ/(л∙сут), при этом минимальный объём воздуха, который необходимо подать в фотобиореактор для выращивания 1 г биомассы, составляет 2310 л. При увеличении доли углекислого газа в воздухе на 0,01 %, величина предельной продуктивности возрастает в 1,35 раза. Экспериментально показано, что при поверхностной освещённости фотобиореактора 10 клк, скорости продувки воздуха 1 л/л в минуту, коэффициент абсорбции углерода культурой D. viridis составляет 18 %, а количество клеток, которое может вырасти на одном грамме углерода - 0,74 млн./мл. Проведена сравнительная оценка коэффициента абсорбции углерода различными видами микроводорослей. Отмечены изменения величины данного параметра у D. viridis , P. purpureum и D. salina , что может быть объяснено не одинаковыми световыми условиями. Определённые в данной работе обобщённые параметры роста микроводорослей могут использоваться при оптимизации их выращивания при различных способах подачи углерода.

The estimation of limit productivity and coefficient of carbon absorption by Dunaliella viridis culture grown during bubbling of suspension with the help of aquarium spray was carried out. Provided that the content of carbon dioxide in the air is 0.04 %, the limit productivity of the culture of microalgae is 0.622 g SV/(l∙day), while the minimum volume of air that must be fed to the photobioreactor for growing 1 g of biomass is 2310 L. With an increase in the proportion of carbon dioxide in the air by 0.01%, the value of the limit productivity increases by 1.35 times. It was experimentally shown that at the surface illumination of a photobioreactor of 10 klx, the air purge rate of 1 l / l per minute, the absorption carbon coefficient of D. viridis culture is 18 %, and the number of cells that can grow on one gram of carbon is 0.74 million/ml.a comparative assessment of the absorption carbon coefficient of different types of microalgae was carried out. Changes in the value of this parameter were observed in D. viridis, P. purpureum and D. salina , which can be explained by different light conditions. The generalized parameters of microalgae growth defined in this paper can be used to optimize their cultivation with different methods of carbon supply.

 Dunaliella viridis накопительная культура максимальная продуктивность углекислый газ воздух Dunaliella viridis storage culture maximum productivity carbon dioxide air Работа выполнена в рамках госзадания по теме НИР ФИЦ ИнБЮМ № 0828-2019-0004.

Боровков А.Б. Зеленая микроводоросль Dunaliella salina Teod. (обзор). Экология моря, 2005, т. 67, с. 5-17. @@[Borovkov A.B. Green microalga Dunaliella salina Teod. (review). Ecologiya morya, 2005, vol. 67, pp. 5-17. (In Russ.)] Borovkov A.B. Zelenaya mikrovodorosl' Dunaliella salina Teod. (obzor). Ekologiya morya, 2005, t. 67, s. 5-17. @@[Borovkov A.B. Green microalga Dunaliella salina Teod. (review). Ecologiya morya, 2005, vol. 67, pp. 5-17. (In Russ.)] Масюк Н.П. Морфология, систематика, экология, географическое распространение рода Dunaliella Teod. Киев: Наукова думка, 1973, 487 с. @@[Masuk N.P. Morphology, systematics, ecology, geographical distribution of the genus Dunaliella Teod. Kyev: Naukova dumka, 1973, 487 p. (In Russ.)] Masyuk N.P. Morfologiya, sistematika, ekologiya, geograficheskoe rasprostranenie roda Dunaliella Teod. Kiev: Naukova dumka, 1973, 487 s. @@[Masuk N.P. Morphology, systematics, ecology, geographical distribution of the genus Dunaliella Teod. Kyev: Naukova dumka, 1973, 487 p. (In Russ.)] Oren A. A hundred years of Dunaliella research: 1905-2005. Saline Systems, 2005, URL: http://www.salinesystems.org/content/1/1/2. DOI: 10.1186/1746-1448-1-2. Oren A. A hundred years of Dunaliella research: 1905-2005. Saline Systems, 2005, URL: http://www.salinesystems.org/content/1/1/2. DOI: 10.1186/1746-1448-1-2. Ben-Amotz A., Shaish A., Avron M. Mode of action of the massively accumulated, β-carotene of Dunaliella bardawil in protecting the alga against damage by excess irradiation. Plant Physiol, 1989, vol. 91, no. 3, pp. 1040-1043. Ben-Amotz A., Shaish A., Avron M. Mode of action of the massively accumulated, β-carotene of Dunaliella bardawil in protecting the alga against damage by excess irradiation. Plant Physiol, 1989, vol. 91, no. 3, pp. 1040-1043. Кожемяка А.Б. Зависимость концентрации органического вещества в клетке от её объёма для черномоских видов Bacillariophyta. Морской экологический журнал, 2014, т. 8, № 1, с. 35-43. @@[Kozhemyaka A.B. The dependence of the concentration of organic matter in the cell on its volume for the Black Sea species of Bacillariophyta, Morskoy ekologicheskiy zhurnal, 2014, vol. 8, no. 1, pp. 35-43. (In Russ.)] Kozhemyaka A.B. Zavisimost' koncentracii organicheskogo veschestva v kletke ot ee ob'ema dlya chernomoskih vidov Bacillariophyta. Morskoy ekologicheskiy zhurnal, 2014, t. 8, № 1, s. 35-43. @@[Kozhemyaka A.B. The dependence of the concentration of organic matter in the cell on its volume for the Black Sea species of Bacillariophyta, Morskoy ekologicheskiy zhurnal, 2014, vol. 8, no. 1, pp. 35-43. (In Russ.)] Лелеков А.С., Гудвилович И.Н., Геворгиз Р.Г., Тренкеншу Р.П., Бадисова А.О. Оценка коэффициента абсорбции углерода культурой Porphyridium purpureum (Bory) Ross. Сборник материалов Всерос. науч.-практ. конф. к 145-летию Севастопольской биологической станции (Севастополь, 19-24 сент. 2016 г.). Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2016, т. 3, с. 404-407. @@[Lelekov A.S., Gudvilovich I.N., Gevorgiz R.G., Trenkenshu R.P., Badisova A.O. Estimation of carbon absorption coefficient by Porphyridium purpureum (Bory) Ross culture. Collection of materials Vseros. scientific-practical conf. to the 145th anniversary of the Sevastopol Biological Station (Sevastopol, September 19-24, 2016). Sevastopol: ECOSI-Hydrophysics, 2016, vol. 3, pp. 404-407. (In Russ.)] Lelekov A.S., Gudvilovich I.N., Gevorgiz R.G., Trenkenshu R.P., Badisova A.O. Ocenka koefficienta absorbcii ugleroda kul'turoy Porphyridium purpureum (Bory) Ross. Sbornik materialov Vseros. nauch.-prakt. konf. k 145-letiyu Sevastopol'skoy biologicheskoy stancii (Sevastopol', 19-24 sent. 2016 g.). Sevastopol': EKOSI-Gidrofizika, 2016, t. 3, s. 404-407. @@[Lelekov A.S., Gudvilovich I.N., Gevorgiz R.G., Trenkenshu R.P., Badisova A.O. Estimation of carbon absorption coefficient by Porphyridium purpureum (Bory) Ross culture. Collection of materials Vseros. scientific-practical conf. to the 145th anniversary of the Sevastopol Biological Station (Sevastopol, September 19-24, 2016). Sevastopol: ECOSI-Hydrophysics, 2016, vol. 3, pp. 404-407. (In Russ.)] Тренкеншу Р.П., Белянин В.Н. Влияние элементов минерального питания на продуктивность водоросли Platymonas viridis. Биология моря, 1979, т. 51, с. 41-46. @@[Trenkenshu R.P., Belyanin V.N. The effect of mineral nutrients on the productivity of the alga Platymonas viridis. Bioligiya morya, 1979, vol. 51, pp. 41-46. (In Russ.)] Trenkenshu R.P., Belyanin V.N. Vliyanie elementov mineral'nogo pitaniya na produktivnost' vodorosli Platymonas viridis. Biologiya morya, 1979, t. 51, s. 41-46. @@[Trenkenshu R.P., Belyanin V.N. The effect of mineral nutrients on the productivity of the alga Platymonas viridis. Bioligiya morya, 1979, vol. 51, pp. 41-46. (In Russ.)] Тренкеншу Р.П., Лелеков А.С., Боровков А.Б., Новикова Т.М. Унифицированная установка для лабораторных исследований микроводорослей. Вопросы современной альгологии, 2017, № 1 (13), URL: http://algology.ru/1097 @@[Trenkenshu R.P., Lelekov A.S., Borovkov A.B., Novikova T.M. The unified installation for laboratory research of microalgae. Issues of modern algology, 2017, no. 1 (13), URL: http://algology.ru/1097 (In Russ.)] Trenkenshu R.P., Lelekov A.S., Borovkov A.B., Novikova T.M. Unificirovannaya ustanovka dlya laboratornyh issledovaniy mikrovodorosley. Voprosy sovremennoy al'gologii, 2017, № 1 (13), URL: http://algology.ru/1097 @@[Trenkenshu R.P., Lelekov A.S., Borovkov A.B., Novikova T.M. The unified installation for laboratory research of microalgae. Issues of modern algology, 2017, no. 1 (13), URL: http://algology.ru/1097 (In Russ.)] Меметшаева О.А. Репродуктивная активность клеток Dunaliella viridis Teod. при разном углеродном обеспечении в накопительной культуре. Вопросы современной альгологии, 2018, № 3 (18), URL: http://algology.ru/1369 @@[Memetshaeva O.A. Reproductive activity of Dunaliella viridis Teod cells. with different carbon supply in the funded culture. Issues of modern algology, 2018, no. 3 (18), URL: http://algology.ru/1369 (In Russ.)] Memetshaeva O.A. Reproduktivnaya aktivnost' kletok Dunaliella viridis Teod. pri raznom uglerodnom obespechenii v nakopitel'noy kul'ture. Voprosy sovremennoy al'gologii, 2018, № 3 (18), URL: http://algology.ru/1369 @@[Memetshaeva O.A. Reproductive activity of Dunaliella viridis Teod cells. with different carbon supply in the funded culture. Issues of modern algology, 2018, no. 3 (18), URL: http://algology.ru/1369 (In Russ.)] Doney S.C., Fabry V.J., Feely R.A., Kleypas J.A. Ocean Acidification: the other CO2 problem. Annu. Rev. Mar. Sci., 2009, vol. 1, pp. 169-192. Doney S.C., Fabry V.J., Feely R.A., Kleypas J.A. Ocean Acidification: the other CO2 problem. Annu. Rev. Mar. Sci., 2009, vol. 1, pp. 169-192. Гудвилович И.Н., Боровков А.Б. Продуктивность микроводоросли Dunaliella salina Teod. при различных способах внесения углекислого газа в культуру. Морской биологический журнал, 2017, т. 2, № 2. c. 34-40. DOI: 10.21072/mbj.2017.02.2.03. @@[Gudvilovich I.N., Borovkov A.B. Microalgae productivity Dunaliella salina Teod. with various methods of introducing carbon dioxide into the culture. Morskoy ekologicheskiy zhurnal, 2017, vol. 2, no. 2, pp. 34-40. DOI: 10.21072/mbj.2017.02.2.03. (In Russ.)] Gudvilovich I.N., Borovkov A.B. Produktivnost' mikrovodorosli Dunaliella salina Teod. pri razlichnyh sposobah vneseniya uglekislogo gaza v kul'turu. Morskoy biologicheskiy zhurnal, 2017, t. 2, № 2. c. 34-40. DOI: 10.21072/mbj.2017.02.2.03. @@[Gudvilovich I.N., Borovkov A.B. Microalgae productivity Dunaliella salina Teod. with various methods of introducing carbon dioxide into the culture. Morskoy ekologicheskiy zhurnal, 2017, vol. 2, no. 2, pp. 34-40. DOI: 10.21072/mbj.2017.02.2.03. (In Russ.)] Пронина Н.А. Организация и физиологическая роль СО2-концентрирующего механизма при фотосинтезе микроводорослей. Физиология растений, 2000, т. 47, № 5, с. 801-810. @@[Pronina N.A. Organization and physiological role of the CO2-concentrating mechanism in microalgae photosynthesis. Fiziologiya rasteniy, 2000, vol. 47, no. 5, pp. 801-810. (In Russ.)] Pronina N.A. Organizaciya i fiziologicheskaya rol' SO2-koncentriruyuschego mehanizma pri fotosinteze mikrovodorosley. Fiziologiya rasteniy, 2000, t. 47, № 5, s. 801-810. @@[Pronina N.A. Organization and physiological role of the CO2-concentrating mechanism in microalgae photosynthesis. Fiziologiya rasteniy, 2000, vol. 47, no. 5, pp. 801-810. (In Russ.)] Геворгиз Р.Г., Железнова С.Н., Зозуля Ю.В., Уваров И.П., Лелеков А.С., Нехорошев М.В. Промышленная технология производства фукоксантина на основе интенсивной культуры морской диатомеи Cylindrotheca closterium (Ehrenberg) Reimann & Lewin в газовихревом фотобиореакторе. Российский биотерапевтический журнал, 2016, т. 15, № 1, с. 22. @@[Gevorgiz R.G., Zheleznova S.N., Zozulya U.V., Uvarov I.P., Lelekov A.S., Nekhoroshev M.N. Industrial technology for the production of fucoxanthin based on the intensive culture of the marine diatom Cylindrotheca closterium (Ehrenberg) Reimann & Lewin in a gas-vortex photobioreactor. Russian Journal of Biotherapy, 2016, vol. 14, no, 1, p. 22. (In Russ.)] Gevorgiz R.G., Zheleznova S.N., Zozulya Yu.V., Uvarov I.P., Lelekov A.S., Nehoroshev M.V. Promyshlennaya tehnologiya proizvodstva fukoksantina na osnove intensivnoy kul'tury morskoy diatomei Cylindrotheca closterium (Ehrenberg) Reimann & Lewin v gazovihrevom fotobioreaktore. Rossiyskiy bioterapevticheskiy zhurnal, 2016, t. 15, № 1, s. 22. @@[Gevorgiz R.G., Zheleznova S.N., Zozulya U.V., Uvarov I.P., Lelekov A.S., Nekhoroshev M.N. Industrial technology for the production of fucoxanthin based on the intensive culture of the marine diatom Cylindrotheca closterium (Ehrenberg) Reimann & Lewin in a gas-vortex photobioreactor. Russian Journal of Biotherapy, 2016, vol. 14, no, 1, p. 22. (In Russ.)]