ПРОДУКЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОРСКОЙ ДИАТОМОВОЙ ВОДОРОСЛИ CYLINDROTHECA CLOSTERIUM (EHRENB.) REIMANN ET LEWIN В ИНТЕНСИВНОЙ КУЛЬТУРЕ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ИСТОЧНИКАХ АЗОТА В ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ | PRODUCTION CHARACTERISTICS OF THE DIATOM CYLINDROTHECA CLOSTERIUM (EHRENB.) REIMANN ET LEWIN GROWN IN AN INTENSIVE CULTURE AT VARIOUS NITROGEN SOURCES IN THE MEDIUM

The diatom Cylindrotheca closterium (Ehrenberg) Reimann et Levin is characterized by high productivity (up to 1.5 g·l-1 ·day-1 ) and the ability to accumulate a valuable carotenoid fucoxanthin (up to 2 % of dry weight). In the development of biotechnology based on microalgae, the key issue is the creation of concentrated nutrient medium. Nitrogen is one of the most important components in the nutrient medium that significantly affects the production characteristics of all microalgae. The aim of this study is to compare the production characteristics of C. closterium in an intensive storage culture using different forms of nitrogen in the medium. In the first experiment, nitrate and sodium nitrite, urea, and nitrogen in the form of ammonium were used as a source of nitrogen. The amount of nitrates, nitrites, ammonium, and urea in the medium was calculated from the nitrogen content of the RS nutrient medium, with a nitrogen to phosphorus ratio of 15 : 1. In the second experiment, amino acids were used as a nitrogen source – arginine, asparagine, cysteine. The possibility of using the microalgae C. closterium for the growth of various organic sources of nitrogen (urea, cysteine, asparagine) was shown. Productive characteristics in the intensive storage culture of C. closterium using urea, cysteine, and asparagine as the sole source of nitrogen in the RS nutrient medium were determined. It is shown that when urea was used, the productivity reached its maximum values and amounted to 1.5 g·l-1 ·day-1 . Thus, the expediency of using urea in the medium for obtaining the maximum yield of biomass was shown. The use of cysteine in the stationary phase of growth to achieve a long stationary phase with minimal concentrations of the nitrogen source in the nutrient medium is also advisable. It was found that C. closterium was able to grow and vegetate at sufficiently high concentrations of nitrite, and the addition of nitrogen in ammonium form to the nutrient medium during the active growth of C. closterium led to inhibition of all metabolic processes and to the death of the culture.

Диатомовая водоросль Cylindrotheca closterium (Ehrenb.) Reimann et Lewin характеризуется высокой продуктивностью (до 1,5 гсух ·л-1 ·сут-1 ) и способностью накапливать ценный каротиноид фукоксантин (до 2 % от сухой массы). Азот является одним из важнейших компонентов в питательной среде, существенно влияющих на продукционные характеристики микроводорослей. Цель работы — сравнить продукционные характеристики C. closterium при использовании разных форм азота в питательной среде в интенсивной накопительной культуре. В первом эксперименте источником азота служили нитрат и нитрит натрия, мочевина, азот в аммонийной форме. Отношение азота к фосфору (N : P) составляло 15 : 1. Во втором эксперименте источником азота служили аргинин, аспарагин и цистеин. Показана возможность использования диатомеей C. closterium для своего роста различных органических источников азота: мочевины, цистеина, аспарагина. Определены продукционные характеристики в интенсивной накопительной культуре C. сlosterium при применении мочевины, цистеина и аспарагина в качестве единственного источника азота в питательной среде RS. Показано, что при добавлении мочевины продуктивность достигала своих максимальных величин — 1,5 гсух ·л-1 ·сут-1 . Использование цистеина в стационарной фазе роста также целесообразно для увеличения времени этой фазы при минимальных концентрациях источника азота в питательной среде. Установлено, что C. сlosterium способна расти и вегетировать при достаточно высоких концентрациях нитрита; добавление азота в аммонийной форме в питательную среду во время активного роста водоросли приводит к ингибированию всех процессов метаболизма и к гибели культуры. При выращивании диатомеи для получения максимального выхода биомассы целесообразно применять мочевину в качестве дополнительного источника азота: именно при её добавлении зафиксированы максимальная продуктивность микроводоросли и продолжительная стационарная фаза роста, способствующая дальнейшему синтезу фукоксантина в культуре.