Endüstriyel potansiyeli olan kırmızı mikroalg Porphyridium cruentum türünün farklı kültür koşullarında üretilmesinin araştırılması
Investigation on the culture of the red microalgae Porphyridium cruentum species with industrial potential under different culture conditions
Yazar: SİNEM UĞUR
Danışman: PROF. DR. YAŞAR DURMAZ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Su Ürünleri Yetiştiriciliği Ana Bilim Dalı / Su Ürünleri Yetiştiriciliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Su Ürünleri = Aquatic Products

Özet:
Bu tez çalışmasında farklı ışık kaynakları, tuzluluk ve besin konsantrasyonları ile Porphyridium cruentum'un kültür koşulları altındaki üretiminin geliştirilmesi, üretimin koşullarının hücre yoğunluğu, fikobiliprotein, klorofil-a ve karoten birikimlerine olan etkisi ile alternatif doğal bir pigment kaynağı olarak endüstriyel alanlardaki kullanımı değerlendirilmiştir.
P. cruentum'un Design Expert 13.0 ile tasarı programı ile efektif tuzluluk ve besin konsantrasyonlarını belirlemek için 14 gün boyunca beyaz floresan lamba kullanılarak kültüre alınmıştır ve en iyi kombinasyonun ‰35 PSU ve 3 ml/l besin (F/2) olarak belirlenmiştir. Elde edilen efektif konsantrasyonlar, farklı dalga boyu ve ışık yoğunluğuna sahip mavi led (450 nm, 1500 lüks-X) beyaz led (6500 K) ve kırmızı led (650 nm, 1000 lüks) ışık kaynakları ile kültüre alınmış ve deneme 10 gün sürmüştür. En yüksek fikobiliprotein miktarı 0,39±0,001 mg/ml beyaz floresan lamba ile, en düşük miktarının 0,12±0,001 mg/ml değer ile kırmızı ışıkta bulunduğu tespit edilmiştir.
En yüksek hücre yoğunlukları 11,875±0,53 x106 hücre/ml ve 7,858±0,53 x106 hücre/ml ile sırasıyla beyaz floresan ve mavi ışık kaynağının kullanıldığı gruplarında elde edilmiştir. En düşük hücre yoğunluğu 4,675±0,67 x106 hücre/ml ile kırmızı ışıkta tespit edilirken, en yüksek klorofil-a miktarının da 3,108±0,05 μg/ml ile bu grupta olduğu belirlenmiştir. En düşük klorofil-a miktarı ise 1,651±0,02 μg/ml ile beyaz led ışık kaynağı olarak tespit edilmiştir. Buna karşın yine aynı kaynağın karoten miktarı 1,3652±0,071 μg/ml ile en yüksek değeri gösterdiği bulunmuştur. Karotenoid miktarının en düşük olduğu kaynak ise 0,7923±0,05 μg/ml ile mavi led ışık olduğu tespit edilmiştir. Biyomas ağırlığının en yüksek değerinden en düşüğüne göre değerlendirildiğinde 3,07±0,03 g/l, 2,81±0,02 g/l, 2,73±0,01 g/l ve 2,28±0,04 g/l ile sırasıyla beyaz floresan, kırmızı led, mavi led ve beyaz led kaynakları olarak belirlenmiştir.
Bu tez çalışmasında, beyaz floresan ışık kaynağının hücre büyümesini teşvik etmesi ve ürün miktarını artırması, pigmentlerin hücre içerisindeki birikimini teşvik etmesi ile P. cruentum'un ticari öneme sahip pigment maddelerinin endüstriyel alanlardaki kullanımı değerlendirilmiş ve yenilikçi, vegan ürün arayışında olan gıda endüstrisinde doğal renklendirici olarak potansiyel bir hammadde niteliğine sahip olduğu görülmüştür. 

Anahtar kelimeler: Mikroalg, pigment, Porphyridium cruentum, ışık, fikobiliprotein

Abstract:
In this thesis, the enhancement of Porphyridium cruentum culture under different culture conditions involving various light sources, salinity levels, and nutrient concentrations has been assessed with the influence of these production conditions on factors such as cell density, phycobiliprotein content, chlorophyll-a levels, and carotene accumulation as in industrial areas as an alternative natural pigment source.
P. cruentum was cultivated using Design Expert 13.0 software to determine optimal salinity and nutrient concentrations over a span of 14 days under the illumination of a white fluorescent lamp. The optimal combination was determined as ‰35 PSU salinity and 3 ml/l nutrient (F/2) concentration. Subsequently, these effective concentrations were applied to cultures illuminated by different light sources, including blue led light (450 nm, 1500 lux-X), white led light (6500 K), and red led light (650 nm, 1000 lux), with the experiments lasting for 10 days. The highest phycobiliprotein concentration of 0,39±0,001 mg/ml was observed under white fluorescent light, while the lowest concentration of 0,12±0,001 mg/ml was found under red led light.
The highest cell densities of 11,875± 0,53 x106 cells/ml and 7,858± 0,53 x106 cells/ml were achieved in groups illuminated by white fluorescent and blue light sources, respectively. Conversely, the lowest cell density of 4,675± 0,67 x106 cells/ml was observed under red led light, with the highest chlorophyll-a level of 3,108±0,05 μg/ml also recorded in this group. The lowest chlorophyll-a level of 1,651±0,02 μg/ml was identified under white led light. Similarly, the highest carotene content of 1,3652±0,071 μg/ml was found under the same light source, while the lowest carotenoid content of 0,7923±0,05 μg/ml was observed under blue led light. Biomass weight varied across the light sources, ranging from 3,07±0,03 g/l for white fluorescent, 2,81±0,02 g/l for red led light, 2,73±0,01 g/l for blue led light, and 2,28±0,04 g/l for white led light.
In this thesis, the potential of white fluorescent light to stimulate cell growth and enhance product yield, along with its role in promoting pigment accumulation within cells, has been examined. The study highlights the industrial viability of P. cruentum as a source of significant pigmentation, to fulfill the need of the innovative and vegan-oriented demands of the food industry as a potential natural colorant.

Keywords: Microalgae, pigment, Porphyridium cruentum, light, phycobiliprotein