Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Биополимер ускорил сбор спирулины и улучшил качество пигмент-белкового комплекса
Ученые из МФТИ и Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» выяснили, какие параметры природного полимера хитозана критически важны для быстрого и эффективного сбора биомассы нитчатой цианобактерии Arthrospira platensis (более известной под коммерческим названием спирулина). Исследователи установили, что основная характеристика, влияющая на процесс, — молекулярная масса полимера. Эксперименты показали, что правильно подобранный хитозан позволяет «склеить» и осадить 95% биомассы цианобактерии всего за пять минут. Такой подход не только ускоряет сбор урожая, но и повышает чистоту и антиоксидантную активность ценного пигмент-белкового комплекса С-фикоцианина, извлекаемого из биомассы.
Спирулина (Arthrospira, или Limnospira) — одна из самых популярных в мире цианобактерий. Ее биомасса используется в пищевой промышленности, косметологии и как источник ценных биологически активных веществ, одно из наиболее ценных из которых — синий пигмент-белковый комплекс С-фикоцианин. Однако сбор биомассы (ее отделение от огромных объемов культуральной жидкости) — одна из важнейших проблем отрасли. Использование традиционных методов в ряде случаев может быть весьма длительным по времени, энергозатратным, повреждать клетки и пр. Флокуляция — процесс «склеивания» клеток в хлопья — рассматривается как щадящая и экономичная альтернатива. Главный вопрос: как подобрать идеальный флокулянт, который не только эффективно соберет биомассу, но и не испортит конечный продукт?
Хитозан, получаемый из панцирей ракообразных,— биоразлагаемый и нетоксичный кандидат. Но его свойства — молекулярная масса, вязкость и степень деацетилирования (показывающая, сколько активных аминогрупп доступно на полимерной цепи) — могут сильно варьироваться. До сих пор не было системного понимания, как каждый из этих параметров влияет на скорость и эффективность сбора биомассы Arthrospira platensis В-12619, а также сохранность извлекаемых из нее ценных метаболитов.
«Эта работа — продолжение исследований, проводимых в нашей лаборатории,— рассказала доцент кафедры нано, био, информационных и когнитивных технологий МФТИ, начальник лаборатории глубокой переработки биомассы НИЦ «Курчатовский институт» Яна Сергеева.— Мы подобрали оптимальные параметры хитозана, используемого для быстрого сбора биомассы цианобактерии, который не только не оказывает негативного влияния на сохранность целевого продукта, но и улучшает характеристики С-фикоцианина, который, в свою очередь, представляет интерес для биомедицинских исследований».
В ходе исследования ученые протестировали пять образцов хитозана с разными характеристиками. Эксперименты показали, что вязкость и степень деацетилирования (в изученном диапазоне 58–82%) не оказывали решающего влияния на процесс. Ключевым параметром оказалась молекулярная масса полимера. Образцы со средней молекулярной массой (150–250 кг/моль) обеспечивали сверхбыструю флокуляцию с эффективностью >90% уже через 5–10 минут. Оптимальным для сбора биомассы A. platensis был признан хитозан с молекулярной массой 250 ± 50 кг/моль и степенью деацетилирования 65 ± 5%. Работа опубликована в журнале Applied Biochemistry and Microbiology.
Что еще важнее, использование хитозана не просто ускорило сбор, но и напрямую улучшило качество целевого продукта — экстракта фикобилипротеинов (С-фикоцианина и аллофикоцианина). По сравнению с контролем, где биомассу собирали центрифугированием, количество извлеченных пигментов не только осталось неизменным, но и величина индекса чистоты возросла на 41–50%, а антиоксидантная активность — на 30%.
Повышение чистоты экстракта меняет его рыночный потенциал. Пигмент с индексом чистоты выше 1,5 уже пригоден для косметической промышленности, что позволяет миновать дорогие дополнительные стадии очистки. Таким образом, правильный подбор флокулянта работает как встроенная стадия предварительного концентрирования и очистки целевого продукта.
Разработанный подход открывает путь к созданию экономичных, быстрых и «зеленых» технологий сбора микроводорослей. Он позволяет не только сократить операционные расходы на этапе сбора биомассы, но и сразу получать сырье более высокого качества для пищевой и косметической индустрий, повышая общую рентабельность производства.
Telegram 
Дзен 
VK Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.
Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова более десяти лет изучают уникальные свойства кефирных зерен — природных симбиотических сообществ микроорганизмов, собранных в высокогорных районах Кавказа. Исследования показывают, они могут стать основой для новых методов лечения кишечных заболеваний, восстановления иммунитета и даже создания космического питания.
Квантовые эффекты помогают ученым во множестве сфер, но работать с ними не просто — степень определенности квантового мира концептуально отличается от того, что существует в классической физике. Чтобы подтвердить, что они работают с нужными квантовыми состояниями, физикам приходится постараться.
Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.
Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова более десяти лет изучают уникальные свойства кефирных зерен — природных симбиотических сообществ микроорганизмов, собранных в высокогорных районах Кавказа. Исследования показывают, они могут стать основой для новых методов лечения кишечных заболеваний, восстановления иммунитета и даже создания космического питания.
Во время нейроанатомического исследования тканей полового члена ученые выявили высокую плотность нервных окончаний в области, которую анатомы и хирурги долгое время оставляли без должного внимания. Авторы научной работы предположили, что эта зона может играть важную роль в формировании сексуальных ощущений, и допустили, что именно там у мужчин находится аналог так называемой «точки G».
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно