Dilution rate caused nutrient limitation effects on the biomass composition and proteomic level of continuously cultivated Spirulina in recirculating aquaculture system wastewater

ระบบการเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียน (RAS) ก่อให้เกิดน้ำเสียที่มีความเข้มข้นของไนเทรตและฟอสเฟตที่สูง ซึ่งส่งผลเสียต่อระบบนิเวศทางน้ำได้หากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม การเลี้ยงสไปรูลินาซึ่งเป็นไซยาโนแบคทีเรียที่มีเส้นใยเป็นวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพในการบำบัดสารอาหารในขณะเดียวกันก็ผลิตชีวมวลที่มีค่า การเพาะเลี้ยงสไปรูลินาซึ่งเป็นไซยาโนแบคทีเรียที่มีเส้นใย เป็นวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพในการกำจัดสารอาหารในขณะที่ผลิตชีวมวลที่มีค่า อย่างไรก็ตามการประยุกต์ใช้สไปรูลินาเพื่อบำบัดน้ำเสียจากการเลี้ยงสัตว์น้ำยังคงจำกัดอยู่เพียงการเลี้ยงแบบทีละเท (Batch culture) ซึ่งมักส่งผลให้ผลผลิตและองค์ประกอบชีวมวลผันผวนเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงในระยะการเจริญเติบโตและความพร้อมของสารอาหารในแต่ละช่วงเวลา ในทางกลับกันการเลี้ยงแบบต่อเนื่อง (Continuous culture) ทำให้เกิดสภาวะคงที่ซึ่งช่วยให้ผลผลิตชีวมวลสูงขึ้นและสม่ำเสมอ ในขณะเดียวกันก็รักษาองค์ประกอบของชีวมวลให้คงที่ ดังนั้นการศึกษานี้มุ่งเน้นไปที่การกำหนดอัตราการเจือจางที่เหมาะสมที่สุดในการเลี้ยงสไปรูลินาแบบต่อเนื่องโดยใช้น้ำเสียจากระบบการเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียน เพื่อกำหนดอัตราการเจือจางที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตชีวมวลสูงสุดและประสิทธิภาพในการกำจัดสารอาหารสูงสุด นอกจากนี้ยังสำรวจการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบทางชีวเคมีของสไปรูลินาและตรวจสอบกลไกการควบคุมในระดับโปรตีนภายใต้เงื่อนไขที่จำกัดสารอาหารโดยใช้การวิเคราะห์โปรตีโอม

𝗞𝗘𝗬 𝗙𝗜𝗡𝗗𝗜𝗡𝗚𝗦
1. อัตราการเจือจางที่เหมาะสมสำหรับการเลี้ยงสไปรูลินาแบบต่อเนื่องด้วยน้ำเสียจากระบบการเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียนที่มีความเข้มข้นของไนเทรต 50 mg N/L และ 80 mg N/L คือ 0.35 d–1 และ 0.20 d–1 ตามลำดับ
2. สไปรูลินาที่เลี้ยงภายใต้สภาวะที่เหมาะสมมีประสิทธิภาพในการบำบัดไนเทรตได้สูงกว่า 80% และฟอสเฟตสูงกว่า 99% ในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพผลผลิตชีวมวลที่มีประสิทธิภาพไว้ได้ตั้งแต่ 0.18 ถึง 0.22 กรัม DW/L/d
3. สภาวะขาดสารอาหารถูกพบในการเลี้ยงสไปรูลินาด้วยเสียจากระบบการเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียนที่มีความเข้มข้นของไนเทรต 50 mg N/L ที่อัตราการเจือจาง 0.20 d–1
4. สไปรูลินาเพิ่มการสังเคราะห์กลูโคสผ่านกระบวนการตรึงคาร์บอนและกลูโคนีโอจินิซิสภายใต้สภาวะจำกัดสารอาหาร ส่งผลให้ปริมาณคาร์โบไฮเดรตในเซลล์เพิ่มขึ้นเป็น 48.4 ± 2.9%