Growth response of Spirulina platensis PCC9108 to elevated CO2 levels and flue gas

پاسخ اسپيرولينا پلاتنسيس به رشد در سطوح افزايش يافته دي‏اكسيد‏كربن و گاز خروجي

مقدمه: ميكروارگانيسم‏هاي فتوسنتز كننده به دليل توانايي‏شان در به دام انداختن دي اكسيد كربن، پتانسيل خوبي در تثبيت دي اكسيد كربن حاصل از منابع مختلف، از جمله گاز خروجي كارخانه‏هاي صنعتي، به عنوان منبع كربن دارند. در سال‏هاي اخير با افزايش روز افزون گازهاي گلخانه اي به ويژه دي اكسيد كربن تلاش‏هاي زيادي براي بررسي امكان كاهش توليد دي اكسيد كربن از كارخانجات صنعتي با استفاده از ميكروارگانيسم‏ها انجام شده است. مواد و روش‏‏ها: به منظور دستيابي به اين هدف، پاسخ رشد سيانوباكتري اسپيرولينا تحت تيمار با غلظت‏هاي مختلف دي اكسيد كربن (036/0 تا 10 درصد) و نيز گاز خروجي از دودكش در مقياس آزمايشگاهي مطالعه شد. براي ايجاد مقادير مورد نظر دي اكسيد كربن از كمپرسور هوا و كپسول دي اكسيد كربن استفاده شد. نتايج: بالاترين غلظت توليد بيومس در غلظت 8 درصد گزارش شد. همچنين، رشد اين سيانوباكتري تحت تيمار با گاز خروجي از دودكش نيز مشاهده شد، اگرچه ميزان توليد بيومس در اين تيمار تا حدي كاهش يافت. شايان ذكر است محتوي ليپيد تام آن با افزايش غلظت دي اكسيد كربن از ميزان موجود در جو تا 4 و6 درصد به ترتيب 5/14، 8/15 و 16 درصد وزن خشك محاسبه شد. در مقابل محتوي پروتيين تام آن با وجودي كه مقدار قابل توجهي به دست آمد، حدود 46 درصد وزن خشك، ولي در تيمارهاي مختلف تغيير قابل ملاحظه‌اي مشاهده نشد. بحث و نتيجه‏گيري: هدف از انجام اين مطالعه، بررسي امكان رشد اين ميكروارگانيسم با استفاده از دي اكسيد كربن موجود در گاز خروجي كارخانجات صنعتي بود و نتايج بدست آمده از آن نشان داد كه ارگانيسم تحت بررسي پتانسيل خوبي براي تثبيت زيستي دي اكسيد كربن از منابع مختلف، به ويژه گاز حاصل از احتراق، داشته و نيز به واسطه محتوي پروتييني بالا به عنوان كانديد خوبي براي توليد پروتيين تك ياخته مطرح مي‌باشد. واژه‏هاي كليدي: تثبيت زيستي دي اكسيد كربن، توليد بيومس، گاز دودكش، اسپيرولينا پلاتنسيس، پروتيين تام، ليپيد تام

Introduction: Because their ability to capture CO2, photosynthetical microorganisms have some advantages to CO2 mitigation from high CO2 streams such as flue gases and they can use CO2 as carbon source. Recently, experts have made efforts to exploit microorganisms intended for recovering CO2 from power plants. Materials and methods: To achieve this purpose, we studied the growth response of the cyanobacterium Spirulina platensis PCC9108 under different concentrations of carbon dioxide (ranging from 0.036% to 10%) and flue gas in a bench-scale system. Preparation of different concentrations of CO2 and injection into Erlenmeyer flasks was performed by a system including air compressor, CO2 capsule, pressure gauge and flow meter. Results: The main goal of studying this paper is a survey of organismʹs potential to grow by generated CO2 from flue gas of power plant. It already had the potential and highest biomass production recorded at 8% CO2 (v/v). Also we proved that S.platensis PCC9108 can be grown under flue gas, although biomass production decreased fairly. Total lipid content of algae interestingly enhanced with elevated CO2 levels from ambient air to 4% and 6% which ranged from 14.5 to 15.8 and 16 dry weight (wt.) % respectively. In contrast, total protein content illustrated no difference between all treatment and its value was about 46 wt.%. Discussion and conclusion: The results of present study suggested that understudied S.platensis PCC9108 is appropriate for mitigating CO2 because of its carbon ?xation ability. Also due to its high protein content, this cyanobacterium is a good candidate to produce SCP (single cell protein).