Կանաչ մակրոալգայի PARACHLORELLA KESSLERI- TARBERAGHBYURNERI UND the JRATSNIARTADRUTYAN PECULIARITIES ածխածնի ջրածնի (H2) արտադրություն մի շարք սուբստրատների և թափոնների արդյունավետ, էկոլոգիապես մաքուր և վերականգնվող էներգիայի աղբյուր ստանալու ամենահեռանկարային ձևերից մեկը և կարող է կարևոր դեր ունենալ էներգիայի մեջ ,  Այլ մեթոդների համեմատ, կենսաբանական H2- ի արտադրությունն ունի մի շարք առավելություններ, մասնավորապես `էժանագին ենթաշերտերի օգտագործումը, ցածր ջերմաստիճանում վերամշակումը, արտադրության ցածր ծախսերը, մասնավորապես H2- ի արտադրության մեջ ֆոտոսինթետիկ օրգանիզմներում, որոնք օգտագործում են արևի լույսը որպես էներգիայի աղբյուր [1 , 2, 3, 4]:  Ներկայումս H2 էներգիայի ամենակարևոր կողմերից մեկը H2 արտադրող օրգանիզմների համար H2– ի բարձր արտանետումն ապահովելու պայմանների ընտրությունն է: Տարբեր օրգանիզմներում H2– ի արտադրությունը ներառում է տարբեր ուղիներ ՝ օրգանական միացությունների մթնոլորտային ֆոտոսինթեզ, ջրի ուղղակի-անուղղակի բիոֆոտոլիզ [1, 2, 3, 5, 4]:  Այսպես կոչված ջրիմուռների H2- ի արտադրությունը մեծ հետաքրքրություն է առաջացնում մի շարք առավելությունների պատճառով, ինչպիսիք են բնական ծագումը, արդյունավետությունը, արևային էներգիայի օգտագործումը և ջրի վերականգնման ունակությունը [1, 5, 6]: Հայտնի է, որ ֆոտոտրոֆերում H2- ի արտադրությունն իրականացվում է պահեստավորված միացությունների յուրացման միջոցով, և կարող է խթանվել ածխածնի ենթաշերտերի ավելացմամբ:  Ածխածնի աղբյուրի ընտրությունը ֆոտոսինթետիկ օրգանիզմների աճի համար լուրջ խնդիր է, քանի որ այն մեծապես ազդում է H2- ի արտադրության վրա [3, 4]:  Կարող են ընտրվել ենթաշերտեր, որոնք ջրիմուռները կարող են արդյունավետորեն յուրացնել H2– ի արտանետումը խթանելով: Hydրածինազի ֆերմենտը, որը պատկանում է Fe- հիդրոգենազների դասին, մասնակցում է կանաչ միկրո ջրիմուռներում H2– ի արտադրությանը, ունի բարձր ակտիվություն և սինթեզվում է անաէրոբ պայմաններում [1, 5]: Այս ուսումնասիրությունը ուսումնասիրել է ածխածնի տարբեր օրգանական աղբյուրների ազդեցությունը Ch H2– ի ՝ կանաչ միկրո ջրիմուռների Parachlorella kessleri– ի աճի վրա: Հետազոտության և մեթոդների օբյեկտ:  Այս աշխատանքում օգտագործվել է կանաչ միկրոհամակարգի շտամը P. kessleri RA-002:   Մենք աճեցրեցինք միկրո ջրիմուռներ աերոբիական պայմաններում Tamia- ի հեղուկ սննդի միջավայրում (ցնցում 100 rpm արագությամբ), 2000 լյուքս լուսավորության ներքո, որպես ածխածնի աղբյուր ֆրուկտոզայի, գլյուկոզայի ացետատի առկայություն:   Աճի միջին pH- ը պահպանվել է 7.5-ի սահմաններում: Միկրո ջրիմուռների աճը հայտնաբերվել է կասեցման օպտիկական խտության չափման միջոցով ՝ օգտագործելով Spectro SP-2000 (Հինոտեկ, Չինաստան) սպեկտրաֆոտոմետր 680 նմ (OD 680) լույսի ալիքի երկարության տակ:  P. kessleri- ի ֆոտոսինթետիկ գունանյութերի քանակի որոշումն իրականացվել է երկչափ սպեկտրոֆոտոմետրիկ եղանակով, ինչը թույլ է տալիս որոշել գունանյութերի ընդհանուր խառնուրդում քլորոֆիլ ab ֆոտոսինթետիկ գունանյութերի կոնցենտրացիան [8]:  96% էթանոլը օգտագործվել է որպես հսկիչ:  96% էթանոլում a և b քլորոֆիլի քանակությունը որոշվել է Wintemans և De Mots- ի կողմից, իսկ կարոտինոիդների քանակը որոշվել է Wettstein- ի բանաձևով [8]: Շրջակա միջավայրի pH- ը որոշվեց իոնաչափ (pH 302, HannaInstruments, Պորտուգալիա) օգտագործմամբ և կարգավորվեց 0,1 Մ NaOH:  Աճի միջին pH- ը պահպանվել է 7.5-ի սահմաններում:  Շրջակա OVP- ն չափելու համար օգտագործվել է EPV-01 հարթ կետով պլատինե ապակու էլեկտրոդ: Պլատինի էլեկտրոդի կողմից արձանագրված OVP անկումը կայունացնելուց հետո որոշվեց H2- ի ելքը, որն իր հերթին հաշվարկվեց ըստ մմոլ / լ արտահայտված OVP արժեքի [9, 10]:  H2– ի արտադրության ուսումնասիրության համար միկրո ջրիմուռները ցրտահարվել են ստացիոնար աճի փուլում 2000 պտույտով 7 րոպեում, ապա տեղափոխվել Trisacetate Buffer (TAP) միջավայր (pH 7,5):  Ֆրուկտոզան, գլյուկոզան և ացետատը օգտագործվել են որպես ածխածնի աղբյուրներ 1 գ / լ կոնցենտրացիայով: Հետազոտության արդյունքները և դրանց քննարկումը:   Ֆոտոտրոֆներում H2– ի արտադրությունն իրականացվում է պահեստավորված միացությունների յուրացման միջոցով, և կարող է խթանվել արտաքին ածխածնի ենթաշերտերի ավելացմամբ [1, 3]:  Ածխածնի աղբյուրի ընտրությունը խնդիր է ֆոտոսինթետիկ օրգանիզմների աճի համար, քանի որ դա կարող է ազդել դրանց աճի և H2 արտանետման վրա: Հնարավոր է ընտրել ածխածնի աղբյուրներ, որոնք ջրիմուռները կարող են արդյունավետորեն յուրացնել, մատչելի կլինեն ՝ խթանելով H2– ի ելքը: P. kessleri կանաչ միկրո ջրիմուռների և H2 արտադրության բնութագրերի աճի բնութագրերն ուսումնասիրվել են ածխածնի տարբեր օրգանական աղբյուրների ՝ ացետատի, գլյուկոզայի և ֆրուկտոզայի առկայության պայմաններում: Հայտնի է, որ կանաչ միկրո ջրիմուռների ֆոտոտրոֆիկ աճի ժամանակ առաջանում է ֆոտոսինթետիկ համակարգ, որը բաղկացած է երկու լույս հավաքող բարդույթներից (ֆոտո համակարգ II (P680) և ֆոտո համակարգ I (P700)) [1, 3]:  Ֆոտոռեպորտային համալիրները ներառում են սպիտակուցներ և գունանյութեր, ինչպիսիք են քլորոֆիլ a (Cl a), Cl b ն կարոտինոիդներ: Պարզվել է, որ P. kessleri– ի աճի ընթացքում առաջացած գունանյութերի կազմը զգայուն է շրջակա միջավայրի բաղադրության նկատմամբ (աղյուսակ 1):   Ինչպես ցույց է տրված 1-ին աղյուսակում, Cl a և Cl b ամենաբարձր քանակը հայտնաբերվել է ացետատով աճեցված P. kessleri- ում `15 և 11 մգ / լ, ինչը մոտավորապես 1,2 անգամ գերազանցում էր գլյուկոզա պարունակող միջավայրում աճեցված քլորոֆիլների քանակից: , վկայելով այն փաստի մասին, որ ացետատը ավելի արդյունավետ հիմք է:   Մյուս կողմից, կարոտինոիդների ավելի բարձր մակարդակ է նկատվել ֆրուկտոզա պարունակող միջավայրում աճեցված P. kessleri- ում, ինչը 1,2-1,4 անգամ ավելի բարձր է, քան ացետատի և գլյուկոզի առկայության պայմաններում աճեցված ջրիմուռներում կարոտենոիդները: Ածխածնի աղբյուր ,Cl a, mg / lCl b, մգ / լ ացետատ Ֆրուկտոզա գլյուկոզա կարոտինոիդներ, մգ / լ Աղյուսակ 1. P. kessleri- ում ֆոտոսինթետիկ գունանյութերի քանակի տատանում `ածխածնի տարբեր աղբյուրների առկայությամբ: փոփոխությունների մասին:  OVP միջավայրը կարևոր չափանիշ է, որը կարելի է բնութագրել որպես կենսաբանական համակարգի տարբեր ենթաշերտեր օքսիդացնելու կամ նվազեցնելու ունակություն:  Դրական և բացասական արժեքները ցույց են տալիս կենսաբանական համակարգերի օքսիդացված և նվազեցված վիճակը: Օրգանական ածխածնի տարբեր աղբյուրներ ամ. Մութ և լուսային փուլերի համադրությունը այլ ազդեցություն ունի Պ.Կեսլերիի բնապահպանական OVP- ի վրա:  Ացետատի առկայության դեպքում, Պ.Կեսլերիի GHP- ն աճեց 72 ժամ անընդմեջ լուսավորության պայմաններում, աստիճանաբար նվազեց մինչև 4480 մՎ (Նկար 1):  OVP- ի նմանությունը ցույց է տալիս վերականգնողական պրոցեսների խթանումը, որոնք բնութագրում են H2- ի արտադրությունը և ջրիմուռների նյութափոխանակությունը aerobic պայմաններում:   72 ժամ շարունակ լույսի պայմաններում ֆրուկտոզայի և գլյուկոզի տակ աճեցված P. kessleri- ում նկատվել է OVP- ի անկում, համապատասխանաբար, մինչև -455 մՎ և -430 մՎ (Նկար 2):  Անաէրոբ պայմաններում OVP– ի նման փոփոխությունը կապված է թթվածնի արտադրության նվազման և H2– ի արտադրության խթանման հետ: Նկար 1. Փոփոխություններ ածխածնի տարբեր աղբյուրների առկայության դեպքում P. kessleri- ի միջավայրում: Շրջակա միջավայրի pH- ը միկրոօրգանիզմների աճի կարևոր չափանիշներից մեկն է:  Ացետատի առկայության դեպքում, P. kessleri միջավայրի pH- ն աճում է անաէրոբ կերպով (մինչև 72 ժամ) ՝ 7.5-ից մինչև 8.0 (Նկար 2), իսկ ածխածնի մյուս երկու աղբյուրների առկայության դեպքում pH- ը նվազում է մինչև 7.0, ինչը կարող է պայմանավորված լինել տարբեր նյութափոխանակության արտադրանքներով (Նկար 2): Նկար 2. Ածխածնի տարբեր աղբյուրների ազդեցությունը P. kessleri- ի pH- ի փոփոխության վրա (pH որոշվել է ժ 72 ժամում աճեցված մշակույթի pH- ի տարբերությամբ): Ածխածնի տարբեր աղբյուրներով P. kessleri- ում H2- ի արտադրություն:  Ուսումնասիրվել է H2– ի արտադրությունը P. kessleri– ում ՝ ածխածնի տարբեր աղբյուրներով:   Որպես օրգանական ածխածնի աղբյուրներ օգտագործվել են ացետատ, գլյուկոզա և ֆրուկտոզա:   H2– ի արտադրությունը դիտվել է երեք աղբյուրի առկայությամբ:   Ածխածնի աղբյուրի կոնցենտրացիան նույնպես կարևոր գործոն է, որը կարող է ազդել H2– ի ելքի վրա:  Պարզվեց, որ P. kessleri- ի համար օրգանական ածխածնի աղբյուրի օպտիմալ կոնցենտրացիան 1 գ / լ է: Ինչպես երեւում է Նկար 3-ից, H2- ի արտադրանքը ամենաբարձրն է P. kessleri- ում `աճեցված անընդհատ լուսավորության տակ ացետատի առկայության դեպքում:  H2- ի արտադրությունը կարող է պայմանավորված լինել O2- ի կլանմամբ և Fe-hydrogenase սինթեզի խթանմամբ, որը տեղի է ունենում անաէրոբ պայմաններում:  Ֆրուկտոզայի և գլյուկոզի առկայության դեպքում H2– ի արտանետման նվազում է նկատվում, իսկ գլյուկոզի դեպքում H2– ի ելքը մոտ 2 անգամ ցածր է ացետատից (Նկար 3):  Հատկանշական է, որ մթության մեջ պահվող P. kessleri- ն չի արտադրում H2, ինչը վկայում է H2- ի արտադրության մեջ ֆոտոսինթետիկ համակարգի ներգրավման մասին: Նկար 3. H2 ելքը P. kessleri- ում `ածխածնի տարբեր աղբյուրներով: Այսպիսով, ստացված տվյալները կօգնեն հստակեցնել կանաչ միկրո ջրիմուռներում H2– ի արտադրության մեխանիզմները, իսկ ացետատը կարող է օգտագործվել որպես ածխածնի արդյունավետ աղբյուր H2– ի արտադրության համար: ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ [2] Марков С. А., կենսաբլիզին:  մոլեկուլային ջրածնի արտադրողների համար ջրի և բակտերիաների հնարավոր օգտագործումը:   էլեկտրաքիմիական և կենսաէներգետիկ մոտեցում: Ներսում [9] Թռչունյան Ա., Բաղրամյան Կ., Փոլադյան Ա., Գաբրիելյան Լ. Կենսաբանական թաղանթների կենսաֆիզիկա, կենսաէներգետիկա և կենսաքիմիա, Երևան, ԵՊՀ հրատարակչություն, 2012, էջ. 128 Մանոյան emեմմա կանաչ կանաչ աղի ջրի հատկություններ PARACHLORELLA KESSLERI- ում ՝ ածխածնային բազմազան աղբյուրներով ՝ աղբյուրով ՝ մաղձ, Աղբյուր k ։

Ուսումնասիրվել  է  ածխածնի  տարբեր  աղբյուրների  (ացետատ,  ֆրուկտոզ  և  գլյուկոզ) ազդեցությունը կանաչ միկրոջրիմուռ Parachlorella kessleri-ի աճի և H2-ի արտադրության վրա։
  Ացետատի առկայությամբ աճեցված P. kessleri-ում հայտնաբերվել  է քլորոֆիլներ a-ի և b-ի ամենաբարձր քանակությունն, որը 1.2 անգամ գերազանցել է  քլորոֆիլների  քանակը  գլյուկոզ  պարունակող  միջավայրում  աճեցված  միկրոջրիմուռում։
  Կիրառված ածխածնի բոլոր աղբյուրների առկայությամբ P. kessleri-ում դիտվել  է  H2-ի  արտադրություն,  ընդ  որում,  H2-ի  առավելագույն  ելք  գրանցվել  է  ացետատ  պարունակող միջավայրում աճեցված միկրոջրիմուռում։
  Այն 2 անգամ գերազանցել է  գլյուկոզ պարունակող միջավայրում աճեցված միկրոջրիմուռում H2-ի ելքը։
  H2-ի արտադրության աճը կարող է պայմանավորված լինել Fe-հիդրոգենազի սինթեզի խթանմամբ։
  Ստացված տվյալները վկայում են, որ ացետատը կարող է H2-ի արտադրության  համար որպես արդյունավետ ածխածնի աղբյուր կիրառվել։
