.com
EgeMacc
Ege Üniversitesi Biyomühendislik
EGE ÜNİVERSİTESİ MİKROALG KÜLTÜR KOLEKSİYONU
Makaleler
Determination and optimization of Microalgae and Cyanobacteri
03/06/2014
Görüntülenme Sayısı: 229 Yazdır Gönder (E-mail) Kaydet (Pdf)

Determination and optimization of suitable method for Cryopresevation of Microalgae and Cyanobacteri (Tubitak-113Z202)

 

EGE-MACC (Ege University Microalgae Culture Collection) in Ege University Bioengineering Department is the first microalgae and cyanobacteria collection member of WFCC (World Federation of Culture Collections) in Turkey.

The aim of this study is to preserve our day-by-day-increasing-collection for potential troubles.  The appropriate cryopreservation methods for  verious  species will be determined and optimization of these methods will be done for the most awailable long term cryopreservation.

 

 



(*) Bu haberin kaynak gösterilmek şartı ile gazete, dergi ve haber sitelerinde kullanılmasına izin verilmiştir.
Haberi Kapat
21. Yüzyılın Mavi-Yeşil Besini Spirulina
07/08/2013
Görüntülenme Sayısı: 234 Yazdır Gönder (E-mail) Kaydet (Pdf)

21. Yüzyılın Mavi-Yeşil Besini Spirulina

Meltem CONK DALAY
E.Ü. Mühendislik Fak. Biyomühendislik Bölümü

Spirulina, son yıllarda adını duyurmuş bir siyanobakteri.
Siyanobakteriler, her ne kadar sekans analizleri sonrası aldığı bu yeni adıyla bir bakteriymiş gibi isimlendirilse de aslında pek çok kaynakta mavi-yeşil algler olarak geçen ve kültür koşulları bakımından da algler ile kardeş olan bir canlı grubudur.
Fotosentetik özellikteki bu canlılar, çok geniş bir yayılıma sahip ve extrem koşullarda yaşamlarını sürdürebilien dirençli organizmaları içerir. Spirulina da bu grubun bir üyesidir ve alkali göllerde yayılım gösterir.
Her ne kadar 21. yüzyılın besini olarak tanıtılsa da tarihçesi çok eskilere dayanan bu canlının Aztek’ler tarafından Texcoco gölünden toplanarak tüketildiği bilinmektedir (Şekil 1).

 

Şekil 1: Texcoco gölünden, tecuitlatl adını verdikleri Spirulina’yı toplayan Aztekler (FOX,1993).

Ayrıca Afrikada Çad gölü çevresinde yaşayan Kanembu kabilesi üyeleri de Dihe adını verdikleri Spirulina’yı gölden toplayıp kurutarak tüketmektedir (Şekil 2).

Şekil 2: Chad gölünden, dihe adını verdikleri Spirulina’yı toplayan Kanembu’lar (FOX,1993).

Spirulina’nın Genel Özellikleri:
Spirulina, yüksek karbonat ve bikarbonat seviyeleri ve yüksek pH ile karakterize edilen tropikal ve subtropikal su kütlelerinde yoğun populasyon oluşturan planktonik bir cyanobakteridir. S. platensis aşırı çoğalmaların görüldüğü  Çad Gölü, yarıçöl konumundaki Sudan-Sahel bölgesinin ve Rift vadisinin alkali tuzlu gölleri, bu tür üzerine ilk çalışmaların yapıldığı bölgelerdir (Iltis,1976; Tomaselli, 1997).

S. platensis ard arda dizilmiş hücrelerden oluşan silindirik trikomun heliks biçiminde dizilişi ile tanınan filamentli bir cyanobakteridir. Tek düzlemde ikili bölünmeye uğrayan vejetatif hücrelerden oluşan heterosit taşımayan hücreleri ayıran çeperler ışık mikroskobu altında kolayca görülebilir (Şekil 3). Filamentler dallanma göstermez ve suyun hareketine bağlı olarak dönme hareketi yaparlar. İnce bir kılıfla çevrili trikomlar hücreleri ayıran çeperlerde az belirgin geçitlere sahiptir ve trikomların üzerinde belirgin tepe kısımları (apeksler) ayırt edilir. Uç (apikal) hücreleri genişçe yuvarlaklaşabilir. Trikomların genişliği 6-10 µm arasında değişir (Tomaselli, 1997).

Şekil 3. Spirulina filamentlerinin Mikroskoptan Görünüşü (Hendrikson, R., 2011).

Çevresel faktörler özellikle sıcaklık, pH, tuzluluk heliks şeklindeki yapının geometrisini etkileyebilir (Jeeji Bai and Seshadri, 1980). Bu geometrinin en etkili değişimi helis şeklnden spiral şekle olan geri dönüşümlü geçiştir. Bu durum ilk defa Van Eykelenburg ve Fuchs, 1980 tarafından filamentlerin sıvı ortamdan katı ortama alınmasıyla gözlenmiştir (Van Eykelenburg, 1980 ; Tomaselli, 1997). Trikomun helis şekli, kültür boyunca sabit ve sürekli bir özellik olarak kabul edilse de, helkisin derecesi açısından aynı türün farklı suşları arasında, hatta aynı suş içinde farklılıklar olabilir. Doğadaki monospesifik populasyonlarda bile trikom geometrisi arasında farklar gözlenebilir.
    
Spirulina’nın Besleyici ve Farmasötik Özelliği:    

Spirulina insan gıdası, hayvan yemi, bitki gübrelemesinde kullanılmasını besin kimyasal kompozisyonu desteklemektedir ve günümüzde yaygın olarak kullanımına başlanmıştır. Kuru ağırlığında %60-70 oranında protein içermektedir. Bu oran birçok protein kaynağındaki orandan çok daha yüksektir.

Spirulina, günlük besinlerimizde bulunmayan birçok elementi içermektedir ve besin değeri oldukça yüksektir. Sebze ve meyve ile yeterli beslenemeyen  insanlara, tablet ve ya toz şeklinde tüketime sunulmaktadır. Bununla birlikte sporla uğraşan kişilere enerji vermesi için kullanılmaktadır. Ayrıca hamile ve süt veren anneler, gelişme çağındaki çocuklar, yaşlılar, selüloit ve cilt bozuklukları, kanser ve AIDS hastaları gibi iyi beslenmesi gereken kişiler ayrıca düşük kalorili olması açısından zayıflama diyeti olarak kullanılmaktadır (FOX; 1983, IWATA;1990).

İçerdiği  β-karoten zengin bir A vitamini kaynağıdır. Demir içerdiği için kansızlık tedavisinde de kullanılır. Vücudun bağışıklık sistemini arttırır. Kolay sindirilebilir olması nedeni ile mide ameliyatlarından sonra ilk besin olarak verilmesi, komplikasyonları önlemektedir. Deride oluşan yara ve yanıkların tedavisinde kullanılır (FOX; 1983).

Tablo 1. Spirulina platensis’in 1 kg ağırlığındaki vitamin içeriği (FOX; 1983).

Vitamin

İçerik (mg/kg)

Karoten (provitamin A)

1700

Siyanokobalamin (B12)

1,6

d-Ca pantotenat

11

Folik asit

0.5

İnositol

350

Niasin  (B3)

118

Pridoksin (B6)

3

Tiamin (B1)

55

Tokoferol (E)

190

Spirulina bilinen protein kaynakları içinde en yüksek protein içerendir.
Sığır etinde %65-70, yumurtada %12,8 oranında olan proteinin Spirulina da %65 – 70 oranında bulunması bu algin önemini ortaya koymaktadır. Aminoasit kompozisyonunun FAO standardı ve yumurta proteini ile karşılaştırılması, tablo1'de görülmektedir. Spirulina’nın en bilinen protein kaynağı olan yumurta ve FAO standartları ile karşılaştırılması ise  tablo 2 ‘de verilmektedir.

Tablo 2: Spirulina’nın Diğer Protein Kaynakları ile Karşılaştırılması (FOX,1983).

Protein Kaynağı

Su(%)

Protein (%)

Spirulina

5

65-70

Sığır Eti

56,5

17,4

Tavuk

61,3

19

Sardalya

50

20,6

Alabalık

77,6

19,2

Yoğurt

86,1

4,8

Yumurta

74

12,8

Soya

8

36,7                        

 

Tablo 2: Spirulina algindeki aminoasitlerin FAO standartları ve yumurta ile karşılaştırılması. Değerler 100gr protein için gr olarak verilmiştir (Cirik-Altındağ;1989). 

Aminoasitler

Spirulina

FAO Standardı

Yumurta

İzoleusin

6,4

4,0

5,8

Leusin

10,4

7,0

9,0

Lisin

4,4

5,5

6,7

Methionin

2,2

5,5

3,0

Fenilalanin

5,4

6,0

5,3

Treonin

5,4

4,0

5,3

Triptofan

1,5

1,0

1,8

Valin

7,5

5,0

7,2

Arginin

7,8

-

6,4

Histidin

1,8

-

2,6

Spirulina besin değeri yüksek bir gıda olarak; 22 aminoasitten 19 tanesini içermektedir. Aminoasitlerden 9 tanesi insan sağlığı için çok önemlidir. Aminoasit kompozisyonu tabloda verilmiştir (FOX; 1983).

Tablo 2. Spirulina’nın Amino asit Kompozisyonu FOX(1993).

Aminoasit

S. platensis

S. maxima

FAO Standardı

Yumurta

Esansiyel

 

 

 

 

İzoleusin

4.6

6.0

4.0

5.8

Leusin

10.4

9.3

7.0

9.0

Lisin

4.4

4.7

5.5

6.7

Methionin

2.2

2.4

3.5

3.0

Fenilalanin

5.4

5.6

6.0

5.3

Treonin

5.4

5.0

4.0

5.3

Triptofan

1.5

1.5

1.0

1.8

Valin

7.5

7.6

5.0

7.2

Arginin

7.8

7.5

 

6.4

Histidin

1.8

1.5

 

2.6

Esansiyel Olmayan

 

 

 

 

Alanin

7.6

7.9

 

10.7

Aspartik asit

11.0

10.0

 

 

Serin    

4.8

5.1

 

7.7

Glutamik asit

16.3

15.3

 

12.3

Glisin

5.4

5.4

 

3.8

Hidroksilin

0.5

0.5

 

 

Prolin

3.7

3.9

 

4.3

Triosin

5.0

5.2

 

4.3

Dünyadaki Üretim Durumu

Dünyada nüfusun artması  ile protein gereksiniminin de artması insanlığı sucul kaynaklardan daha fazla yararlanmaya yöneltmiştir. Hayvansal su ürünlerinin yanında bitkisel su ürünlerini de değerlendirilmeye başlanması dünyada her geçen gün artmaktadır. Ticari olarak Spirulina üreten ilk çiftlik, 1982 yılında Amerika’da Kalifornia eyaletinde kurulmuştur. Bu gün, dünya üzerinde hektarlarca alanda Spirulina yetiştiren işletmeler  bu ürünü değişik şekillerde işleyerek pazara sunmaktadır.dünya üzerinde en yoğun üretime sahip ülke toplam 95 000 metrekare üretim alanı yılda 450 ton kuru ağırlık üretimi ile Amerika Birleşik Devletleridir. Bu ülkeyle birlikte Tayland, Japonya, Tayvan, Hindistan ve Meksika’da yoğun üretim yapılmaktadır.
Spirulina’nın yoğun olarak kültürü, sığ havuzlarda yapılmaktadır. Sığ havuzlar kullanılarak ışık ve sıcaklık daha etkili bir biçimde kullanılabilmektedir. Kültürün gelişmesi için en kritik safha yaz aylarıdır. Açık havadaki havuzlarda, hektarlarca alanda Spirulina yetiştiren işletmeler bu ürünü değişik şekillerde pazara sunarlar. Bu işleme şekillerinden en pahalı ve maliyeti en yüksek olanı sprey kurutma ve tabletleridir. Spirulina’nın fiyatları markaya, ürünün kalitesine ve satıldığı yere göre değişmektedir.
Yapılan çalışmalar, Spirulina’nın insan sağlığı üzerindeki etkilerini deneylerle kanıtlamaktadır. Spirulina’da yüksek oranda bulunan linoleik asit, Prostoglandin (PGE1) sentezini stümüle eder. Bu hormon da kandaki kolesterolü etkiler (Fox 1993). Yapılan çalışmalar, Spirulina’nın T lenfosit hücrelerinin fonksiyonlarını arttırdığını ve bu yolla vücudun savunma mekanizmasını kuvvetlendirdiğini göstermiştir. Ayrıca Spirulina’nın kanser ve AIDS tedavilerinde de etkili olduğu, antitümör özellik taşıdığı, mide ve deri kanserlerinde hastalığın seyrini yavaşlatıcı hatta tedavi edici olduğu da deneylerle kanıtlanmıştır (Manoj,G. Et.al., 1992). Bu konudaki çalışmalar sürmektedir.
Diğer alglerin hücre membranlarında selüloz bir çeper bulunmasına rağmen Spirulina’nın mukoprotein içermesi, kolay sindirilmesini sağlamaktadır. Bu özelliğinden dolayı mide ameliyatlarından sonra ilk besin olarak verilmesi halinde komplikasyonların önlenmesinde faydalı olduğu bildirilmiştir.

Spirulina’nın içeriğinde bulunan ß karoten, antikansorejen etkisinin yanı sıra doğal bir A vitamini kaynağıdır. 2 gr Spirulina, günlük A  vitamini ihtiyacını karşılar ayrıca yüksek dozda alındığında sentetik A vitaminleri gibi toksik değildir. İçeriğinde yüksek oranda bulunan demir sayesinde kansızlık tedavisinde kullanılmaktadır. Yüksek tansiyona, damar setliğine, kalp ve şeker hastalıklarına iyi gelir.
Besleyici özelliğe sahip düşük kalorili bir gıda olması sebebiyle Spirulina, zayıflama dietleri için ideal bir besindir. Yapılan denemeler sonucunda zayıflatıcı etkisinde olduğu belirtilmiştir (Seshadri ve ark. 1992).  
Bunlara ek olarak bazı zehirlenmelere iyi geldiği ve radyasyon düzeyini düşürücü etkisi  olduğu saptanmıştır. Çernobil kazası sonucu yüksek radyasyon almış çocuklar üzerinde yapılan bir deneyde Spirulina’nın radyasyonu düşürücü etkisi kanıtlanmıştır (Fox 1993)
Spirulina, tek başına bir ilaç olmamakla birlikte doğal bir tedavi aracıdır. İnsan sağlığı üzerine olan etkileri, bilim adamlarının hala üzerinde çalıştığı ve olumlu sonuçlar aldığı bir konudur.

Özellikle Fransa’da yapılan alg üretiminin bir kısmı, kozmetik sanayide yan ürün sağlamaktadır. Ayrıca Spirulina’nın yanıklar üzerindeki tedavi edici etkisi de deneysel olarak kanıtlanmıştır (Becker ve Venkateraman 1981).
Spirulina, içeriğinde bulundurduğu mavi, kırmızı ve yeşil pigmentler ayrıştırılarak veya doğal yeşil renginden faydalanarak gıda boyası olarak kullanılmaktadır. Hem besleyici hem de hiç bir zararlı etkisi olmayan doğal bir boyadır. Bu özelliği ile kozmetik alanında da kullanılmaktadır .Ayrıca keratin oluşumunu giderici, cildi besleyici ve yumuşatıcı özelliği hücreleri yenileyerek elastiklik kazandırması nedeni ile krem, sabun, mask, şampuan gibi kozmetik ürünlerde kullanılmaktadır.
İnsan sağlığına olan faydaları nedeni ile ilaç yapımında direkt veya içeriğinden ekstrakte edilen ß karoten, ksantofil, Y linoleik asit gibi maddelerin kullanımı yoluyla indirekt olarak kullanılmaktadır.
Algler, besin olarak suda bulunan nitrat, fosfat, amonyum gibi tuzları bünyelerine alarak organik hale dönüştürürler. Bu işlem sonucu çıkan algler ise ilaç ve kozmetik sanayide kullanılmaktadır. Aynı işlem, akuakültür işletmelerinin atık suyunun alg kültüründe kullanılması şeklinde de yapılmaktadır. Elde edilen algin balık yemlerine katılması veya larvalara verilmesi ile de sistem,kendi içinde bir döngü oluşturmaktadır.

Yemlerde alg, rasyona eklenen bir yan ürün şeklinde son yıllarda önem kazanmış bir protein ve renklendirici kaynağıdır. %5 Spirulina ile beslenmiş tavukların yumurtalarında istenen düzeyde doğal bir renklenme sağlanmıştır. %10 Spirulina katkılı grubun yumurta renkleri çok koyu olduğu için uygun görülmemiştir. Ayrıca Spirulina katkılı yem ile beslenen gruplarda ölüm oranı %4 iken diğer grupta %10 olarak saptanmıştır (Becker ve Venkateraman;1981).

Büyük baş hayvanlarda ise süt verimini arttırıcı özelliğe sahiptir.  Aynı özelliği ile insanlarda da kullanılmaktadır.Fareler üzerinde yapılan bir denemede protein kaynağı olarak kullanılan Spirulina’nın mısır gluteni ile kullanıldığı grupta verimin %50 oranında arttığı görülmüştür.

Spirulina; Balık yemlerinde renklendirici özelliğini yanı sıra et kalitesini arttırıcı ve hastalıklara karşı direnç kazandırıcı özellikleri ile tercih edilmektedir. Spirulina kültür balıklarına doğal besin zincirinde bulunan fakat ticari yemlerle sağlanamayan esansiyel nutrientleri kazandırır. Ayrıca balıkların renklenme için ihtiyaç duyduğu karotinoidi (yemlere %5 oranında katılması halinde 50000ppm üzerinde bir değerde) sağlar.

Türkiye Koşullarında Spirulina Üretimi:
Türkiye, güneşli ve sıcak iklimsel özellikleri ile Spirulina üretimi için uygun koşulları bulunduran geniş alanlara sahip bir ülkedir. 1999 yılında bu noktadan yola çıkılarak başlatılan bir Üniversite-sanayi işbirliği projesi Türkiye’de ilk Spirulina üretiminin yapılması ve ürünün ticari bir preperat şeklinde ticarileştirilmesini hedeflemekteydi. Proje 2000 yılında hedefine ulaşarak tamamlandı ve ilk yerli Spirulina pazara sunuldu. Halk tarafından ilgi gören bu ürün kısa zamanda pek çok kişi tarafından aranan bir hale geldi.
Projede kapsamında üretimde izlenen işlemlerin akış şeması Şekil 4  de görülmektedir.

Şekil 4: Spirulina üretiminin akış şeması.

Sekil 5: Spirulina Projesi basında da çok ses getiren bir proje oldu.

“Türkiye Koşullarına Uygun Spirulina Üetim Teknolojisinin Geliştirilmesi” isimli 99.Bil.006 EBİLTEM projesi ayrıca; 2000 yılı Ege Üniversitesi Bilim-Teknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi (EBİLTEM) Proje yarışmasında Mühendislik Dalında 3. ‘lük ödülüne ve  17 Nisan 2008’de Türkiye Teknoloji Geliştirme Vakfı (TTGV) tarafından verilen Dr.  Akın Çakmakçı en başarılı sanayileşmiş tez projeleri ödüllerine layık bulunmuştur.

Spirulina’ya hayatını adamış bir kişi olan, değerli hocam, Dr. Ripley FOX ’un anısına.

KAYNAKLAR:
-    AYDIN; A., 1991. Sporlu Bitkiler Sistematiği I (Algler) İst. Üniv. Yayınları, Sayı: 3593, Fen Fak. No: 215, İst. Üniv. Fen Fak., Basımevi, İstanbul.
-    BECKER; E. W., VENKATERAMAN; L., V., 1981. Biotechnology and Exploitation of Algae- The Indian Approach- Edited by R.D. FOX, All Indian Coordinated Project on Algae Dep. Of Science and Tech., India.
-    BECKER; E. W., 1994. Microalgae - Biotechnology and Microbiology. Cambridge  University Press, Cambridge - England.
-    BOROWITZKA ve BOROWITZKA 1992, Microalgal Biotechnology. Cambridge University Press., Cambridge.
-    BULIK; C. G., 1993. How the Spirulina, Blue Green Alga, Preserves the Cell from Degeneration and Extends Youth and Human Life Span, Algae of Life, Bulletin de L'Institut Océanographique, No: 12, Monaco.
-    CİRİK - ALTINDAĞ; S., 1989. Zengin Bir Bitkisel Gıda Spirulina, Bilim ve Teknik, Nisan,1989.
-    COHEN; Z., VONSHAK; A., 1991. Fatty Acid Composition of Spirulina and Spirulina - Like Cyanobacteria in Relation on Their Chemotaxonomy, Phytochemistry, Vol: 30, No.1 pp. 205-206, Pergamon Press, Great Britain.
-    CONK DALAY; M., 1997. İzole Edilmiş Spirulina sp.’nin Kültür Ortamlarında Yetiştirilmesi ve Besin Kalitesi Değişimleri Üzerine Bir Araştırma. E.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Su Ürünleri Yetiştiriciliği Anabilimdalı, Doktora Tezi, İZMİR.
-    DESIKACHARY, T. V., 1992. Taxonomic Studies in Spirulina, C.V. and N. Jeeji Bai (Eds.) Spirulina, ETTA Nat. Symp. MCRC, Madras – India.
-    DROUET; F., 1968. Revision of the Classification of the Oscillatoriacea, Spirulina, Fig. 1 – 7, France.
-    FAUCHER; O., COUPAL; B., LEDUY; A., 1979. Utilization of Seawater - Urea as a Culture Medium for Spirulina maxima, National Research Council of Canada / Conseil of Canada.
-    FOX, R. D., 1983. Algoculture, The Microalgae Spirulina (Cyanophyceae), A study of the Conditions Necessary for Their Growth, These de Doctorat, France.
-    FOX, R. D., 1999. La Spiruline: Technique Pratique Et Promesse. Edisud, Aix-en-Provence,1999. France.
-    GRANT; W. D., TINDALL; B. J., 1986. The Alkaline Saline Environment, Microbes in Extreme Environments R. A. Herbert, G. A. CODD Eds.
-    GÜNER; H., AYSEL; V., 1991. Tohumsuz Bitkiler Sistematiği, Ege Üniv. Fen Fak. Kitaplar Serisi, No: 108, Bornova-İzmir.
-    HENDRIKSON , R., 2011. Special Report: Spirulina Part 1 Origins and Biology.  Rediscovery of a 3.5 billion year old immortal life form. AlgaeIndustryMagazine.com
-    HOFF; F.H., SNELL; T.W., 1997. Plankton Culture Manual. Florida Aqua Farms, Inc.,Florida-U.S.A.
-    MANOJ; G. et al., 1992. Antioxidant Properties of Spirulina ( Spirulina platensis),  C.V. and N. Jeeji Bai (Eds) Spirulina, ETTA Nat. Symp. MCRC, Madras - India.
-    MISHIMA; T., et al.1998. Inhibition of Tumor Invasion and Metastasis by Calcium Spirulan (Ca - SP), a Novel Sulfated Polysaccharide Derived from a Blue Green alga, Spirulina platensis. Clinical & Experimental Metastasis,     Vol. 16,  No. 6 , pp.541-550. Kluwer Academic Publishers.
-    NICHOLS; B.W., WOOD; J. B., 1968. The Occurence and Biosynthesis of gamma-Linolenic Acid in a Blue green Alga, Spirulina platensis. LIPIDS, Vol.3 No.1  pp. 46-50.
-    SESHADRI; C. V. et al., 1992. Applications of Spirulina, C.V. and N. Jeeji Bai (Eds.) Spirulina, ETTA Nat. Symp. MCRC, Madras-India.
-    SUBRAMANIAN, KAUSHIK, VENKATERAMAN, 1998. Cyanobacterial Biotechnology. Science Publishers Inc., U.S.A.
-    TOMASELLI, L. Et al., 1987. Recent Research on Spirulina in Italy, Hydrobiologia 151/152:79-82, Twelfth International Seaweed Symposium Dr. W. Junk Publishers, Dordrecht- Printed in the Netherlands.
-    TORZILLO et al., 1991. Effect of Temperature on Yield and Night Biomass Loss in Spirulina platensis Grown Outdoors in Tubular Photobioreactors, Journal of Applied Phycology 3: 103-109, Kluwer Academic Publishers, Printed in Belgium.
-    TREDICI; M.R., PAPUZZO; T., TOMASELLI; L., 1986. Outdoor Mass Culture Spirulina maxima in Sea Water, Applied Microbiology and Biotechnology, 24: 47-50, Springer Verlang.
-    TUTEL; B., ÇIRPICI; A., 1993. Sporlu Bitkiler Sistematiği, İstanbul Üniv. Yayınları, Sayı: 3748, Fen Fak. No:226, İstanbul Üniv. Fen Fak. Basımevi, İstanbul.
-    VONSHAK; A. et al., 1981. Production of Spirulina Biomass: Effects of Environmental Factors and Population Density, Biomass 144-4565/82/0002-0175, Applied Science Publishers Ltd., England.
-    VONSHAK; A., 1996. Spirulina platensis (Arthrospira): Physiology, Cell Biology and Biotechnology. Pp.79-99. Taylor & Francis Publishers.
-    WATERBURY; J. B., 1991. The Prokaryotes, Second Edition, Atlandbook on the Biology of Bacteria, Ecophysiology, Isolation, Identification, Applications. Vol II, Springer Verlag.



(*) Bu haberin kaynak gösterilmek şartı ile gazete, dergi ve haber sitelerinde kullanılmasına izin verilmiştir.
Haberi Kapat
Arthrospira maxima (Spirulina maxima (Stiz.) Geitl.,1930) Acı Lake Strain
04/06/2002
Görüntülenme Sayısı: 98 Yazdır Gönder (E-mail) Kaydet (Pdf)

Arthrospira maxima (= Spirulina maxima (Stiz.) Geitl.,1930) Acı Lake Strain

Meltem Conk Dalay
Ege University Faculty of Engineering Department of Bioengineering, Izmir, Turkey.

E.U. Journal of Fisheries & Aquatic Sciences 2002
Volume 19, Issue (1-2): 241 – 245

Abstract: In this study, Cyanobacterium Arthrospira maxima (Stiz.) Geitl.; 1930 has been initially identified in Acı Lake and its annual existence in the lake determined. For that purpose, phytoplanktonic composition of the lake has searched with monthly qualitative and quantitative analyses. Chemical analyses have been done in months that cyanobacteria has been found in lake to obtain the water conditions that the organism prefers. Acı Lake is a shallow salt lake, 55.9% of whose chrystalized water contains Na2SO4.10H2O. The sodium sulphate ratio in the lake rises up to 92,353 mg l-1 and its salinity could reach 117‰. In view of these conditions, the number of euryhalin organisms living in the lake is somewhat restricted. A. maxima has found only in April (67x 104 filament l-1) and October (60x104 filament l-1) as dominant organism in samples collected annually.

Key words: Cyanobacteria, Arthrospira maxima, Acı Lake.

Introduction
Arthrospira is a commercial microalgae due to fine chemicals in it’s content. There are many studies done on the taxonomy of this organism. The taxonomy of cyanobacteria is quite more complex than the other prokaryota, because they could exhibit dissimilar behaviour of the plant form and the structure in nature to those of the laboratory cultures (Gupta and Changwal, 1992). There are a number of researches that agree the view that there are significant differences between Arthrospira and Spirulina. Therefore, they follow the separation of both genera, which will probably be classified even into yet previous taxonomic groups. Modern studies, particularly electron microscopy, show that the visibility of crosswalls is connected with a slightly different structure of the cell walls (Komarek and Lund, 1990). In respect of Guppta and Changwall, 1992, both Spirulina and Arthrospira are nonheterocystous, unbranched genera of order Nostocales and family Oscillatoriaceae can be identified as two seperate genera on the basis of the following characteristics Spirulina; Filaments double in a single unit and the two filaments coil very closely and helically single unit of filament, Filament (as a unit) straight, Cross walls not visible under the light microscope and do not form colonies but grow as a diffuse mass of filaments on the surface of the agar.
Arthrospira; filaments single in a unit which are straight or coiled variously, when coiled coiling not very close, Cross walls visible under the light microscope and form colonies on the surface of agar.
The aim of this study is description of morphologic and ecologic charecteristics of an initally identified strain of Arthrospira maxima in Acı lake Denizli-Turkey.

Materials and methods
The Arthrospira maxima isolated from Acı lake is a spiral shaped, filamentous organism with plenty of gas vacuoles, constriction between cells, very slight under the light microscope, they could hardly be seen when looked with 100 x objective with immersion oil. The size of the filaments was determined calculating the avarage measures of 50 individuals. The width of thricome is 10 μ; the length of cells, 5 μ; the width of spiral, 20-60 μ; the length of the filament found approximately 130 μ, however it varies a lot. There is no heterocystis and acinete existing on the filament. There couldn’t be seen any sheet covering the filament when preperated with India ink.
Originally drawn pictures of A. maxima could be seen in Figure 1. Acı lake, located in Denizli, takes part of a graben existing on a tectonic fault. Acı lake is a salt lake whose salinity changes between 80‰ and 200‰.
Frequent differences in salinity occur as it is a shallow lake. The south part of the lake which is named Akgöl completely dries in summer. The side of the lake is surrounded by a 2 km-long area containing a muddy buttom covered with a thick salt sheet.

Fig. 1. Originally drawn pictures of the Arthrospira maxima from Acı Lake.

Quantitative and qualitative phytoplankton analyses of the lake were done between April 1994 and March 1995. Dominant zooplanctonic organisms have also been obtained over the same periods. Chemical analyses of the lake water were done in March, April, May, July, September and November 1995.
Three main methods have been used for isolating the A. maxima from Acı lake (Stein, 1975). Filtered and autoclaved water has been used as medium of isolation for all methods.

1) Pipetting method: One filament of A. maxima was taken by a micropipette into one drop of medium then the same procedure was repeated to eliminate the others. 2) Streaking on agar plates: The medium was prepared by adding 2% agar in the culture medium. 3) Dilution method: 9 ml culture medium was added into 10 tubes. 10 ml dense sample was taken with pipette from the surface of the water to collect mostly Spirulina which floats with the help of gas vacuoles. 1 ml from that sample was added into the first tube then stirred to homogenate; then 1 ml from the first tube was taken and added into the second one. Then the same prodecure was repeated 8 more times.

Results
Chemical analysis of the lake water has been carried out in the months of March, April, May, September, October and November. The results of these analyses could be seen in Table 1.
Phytoplanctonic analysis of lake water has been done between April 1994 and March 1995. Quantitative analysis could be seen in Table 2.

Table 1. Chemical composition of the Acı Lake water taken in Spring and Autumn.

Fabrea salina was determined as the dominant zooplanktonic organism in March-April and September-November periods while Artemia salina was dominant in February and June. Acı Lake is also a very rich habitate for bacterial flora, mostly alcholophylic and Sulphur bacteria, which constitutes a part of Fabrea salina feed.

Three different methods have been tried for the isolation of the filaments. Single filaments did not live in the medium after being isolated. After streaking on agar plates, there were no colonies that occured on the surface of the agar. The dilution method was the only method where isolation was succesful.


Table 2. Annually analized quantitative phytoplankton in Acı Lake.

a) The first six month.

b) The second six month.

Discussion
Some researchers use the identification methods depend on the measurement and the shape of the filament for identification (Desikachary and Jeeji, Bai, 1992; Gupta and Changwall, 1992; Komarek and Lund, 1990) while others advices genetic tests (Scheldeman et al., 1999). However, there are some other researchers who claim that the biochemical composition of algae could be a criterion for taxonomic identification (Cohen and Vonsak, 1990). In this study, identification of A. maxima has been done in Natural History Museum - Paris after comparison with first other cyanobacteria then Arthrospira species and strains existing in their collection. There is not any genus which is assignable to Acı lake cyanobacteria except A. maxima however the medium and optimum temperature of this organism was more different than other Arthrospira strains. In this study the bioecological conditions of A. maxima,which had never been found in Turkey before (Aysel et.al.), has been determined.
This study constitutes a part of the doctorate thesis of the author. In this thessis, culture media and chemical composition of the organism have also been experimentally determined.

Acknowlodgements
I thank Prof. Dr. Semra Cirik (Ege Univ. Fac. of Aquatic Products Dep. of Aquaculture) and Prof. Dr. Alain Coute (Directour of Cryptogamy Lab. of Sorbon Univ. National Natural History Museum) who helped me identify the organism and Dr. Ripley D. Fox who introduced Arthrospira to me during my previous work in his laboratory.

References
Aysel, V., Cirik, S., Şipal, U.; (In Press). Checklist of Phytoplanktonic Algae in Turkey.

Cohen, Z. Vonsak, A. (1990) Fatty Acid Composition of Spirulina and Spirulina- Like Cyanobacteria in Relation on Their Chemotaxonomy. Phytochemistry, Vol: 30, No:1, pp. 205-206. Pergamon Press, Great Britain.

Desikachary, T. V. (1992). Taxonomic Studies in Spirulina, C. V. and N. Jeeji Bai (Eds.) Spirulina, ETTA Nat. Symp. MCRC, Madras-India.

Gupta, R. S. Changwall, M. L. (1992). Biotechnology of Mass Production of Spirulina and Arthrospira in Fresh Water, C. V. and N. Jeeji Bai (Eds.) Spirulina, ETTA Nat. Symp. MCRC, Madras-India.

Komarek, J. Lund, J. W. G. (1990). What is Spirulina platensis in Fact. E. Schweizerbart’sche Verlagbuchhandlung, Stuttgart.

Scheldeman, P. et all. (1999). Arthrospira (‘Spirulina’) strains from four continents are resolved into only two clusters, based on amplified ribosomal DNA restriction analysis of the internally transcribed spacer. ELSEVIER, FEMS Microbiology Letters 172, 213-222.

Stein, J. R. (1975). Handbook of Phycological Methods,Culture Methods and Growth Measurements. Cambridge University Press, Cambridge, London, New York.

E.U. Journal of Fisheries & Aquatic Sciences 2002 Volume 19, Issue (1-2): 241 – 245
© Ege University Press ISSN 1300 - 1590 http://jfas.ege.edu.tr/



(*) Bu haberin kaynak gösterilmek şartı ile gazete, dergi ve haber sitelerinde kullanılmasına izin verilmiştir.
Haberi Kapat