EGE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ( YÜKSEK LİSANS TEZİ )

Transkript

1 1 EGE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ( YÜKSEK LİSANS TEZİ ) ÇEVRE KOŞULLARININ BAZI MİKROALG TÜRLERİNİN BÜYÜMESİ ÜZERİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI Deniz TAPAN Su Ürünleri Yetiştiricilik Anabilim Dalı Bilim Dalı Kodu: Sunuş Tarihi: Tez Danışmanları: Prof. Dr. Şevket GÖKPINAR Yrd. Doç. Dr. Ali Yıldırım KORKUT Bornova-İZMİR

2 2 Deniz TAPAN tarafından YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak sunulan Çevre Koşullarının Bazı Mikroalg Türlerinin Büyümesi Üzerine Etkisinin Araştırılması başlıklı bu çalışma, E.Ü. Lisansüstü Eğitim ve Öğretim Yönetmeliği ile E.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Eğitim ve Öğretim Yönergesi nin ilgili hükümleri uyarınca tarafımızdan değerlendirilerek savunmaya değer bulunmuş ve / 2006 tarihinde yapılan tez savunma sınavında aday, oy birliği/oy çokluğu ile başarılı bulunmuştur. JüriÜyeleri İmza Jüri Başkanı : Prof. Dr. Tuncer KATAĞAN... Raportör Üye: Prof. Dr. Şevket GÖKPINAR... Raportör Üye: Prof. Dr. Semra CİRİK...

3 3

4 4 ÖZET ÇEVRE KOŞULLARININ BAZI MİKROALG TÜRLERİNİN BÜYÜMESİ ÜZERİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI TAPAN, Deniz Yüksek Lisans Tezi, Su Ürünleri Yetiştiricilik Anabilim Dalı Tez Yöneticileri: Prof. Dr. Şevket GÖKPINAR Yrd. Doç. Dr. Ali Yıldırım KORKUT Besin zincirinin ilk halkasını oluşturan mikroalglerin değerli bir besin kaynağı olduğu bilinmektedir. Mikroalgler, farklı kimyasal ve biyolojik bileşikleri üretme özelliği nedeniyle ticari önemi olan organizmalardır. Vitaminler, pigmentler, proteinler, mineraller, lipid ve polisakkaritler mikroalglerden elde edilen başlıca ürünlerdir. Mikrolaglerin sadece yetiştiricilikte değil aynı zamanda pek çok alanda uygulanabilmesi onların kültür çalışmalarını hızlandırmıştır. Kültürler üzerinde etkili olan fiziko-kimyasal koşulların ve bazı üretim tekniklerinin iyi bilinmesi gerekmektedir. Kültürlere sıcaklık, ışık, ph, havalandırma veya karıştırma, tuzluluk, nutrientler gibi faktörler etki etmektedir. Bu koşullar kültürü yapılacak olan türe uygun olmalıdır. Bu çalışmada Spirulina platensis in büyümesine etki eden çevresel parametrelerden sıcaklık, ışık ve tuzluluğun etkisi incelenmeye çalışılmıştır. Çalışmada hücre sayımı, optik yoğunluk, beta-karoten ve klorofil-a miktarlarına bakıldı. Kültür denemelerinde 20,25 ve 30 C olarak farklı sıcaklıklar, 18 ve 42 µmol/m²s (PAR) olmak üzere farklı ışık şiddetleri, 1 ve 10 luk farklı tuz konsantrasyonları kullanılmıştır. Çalışma sonucunda S.platensis in 30 C sıcaklıkta, 42 µmol/m²s ışık şiddetinde ve 1 tuzlulukta en iyi gelişme gösterdiği görülmektedir. Anahtar Sözcükler: Mikroalg, Spirulina platensis, Çevresel faktörler, Büyüme

5 5

6 6

7 7 ABSTRACT THE INVESTIGATE EFFECT OF ENVIRONMENTAL FACTORS ON GROWTH OF SOME MİCROALGAE TAPAN, Deniz Msc. in Department of Aquaculture Supervisiors: Prof. Dr. Şevket GÖKPINAR Assistant Prof. Dr. Ali Yıldırım KORKUT Microalgae are known as valuable nutrient sources. Microalgae have a great industrial importance due to their ability to produce different chemicals, and biologically active molecules. Vitamines, minerals, pigments, proteins, lipids and polysaccarides are some of these products obtained from microalgal species. Not only using the microalgae in aquaculture, but also using them in many industial areas it is culture studies are accelerated. It well known fact that physico-chemical conditions, such as temperature, light, ph, salinity, nutrients, and some productivity techniques like mixing ratio in the system affect the microalgal growth. All these conditions must be fitted to optimal levels for each algal species. In this work, environmental factors such as temperature, light, salinity have effect on Spirulina platensis growth were investigated. Cell census, optic density, β-carotenoid and chlorophyll-a was examined. In culture experiments, different temperature (20,25 and 30 C), different light (18 and 42 µmol/m²s (PAR)) and different salinity concentration ( 1 and 10) was used. Finally of this work, the best growth in 30 C temperature, 42 µmol/m²s light, 1 salinity concentration found on Spirulina platensis. Key Words: Microalgae, Spirulina platensis, Environmental factors, Growth

8 8

9 9 TEŞEKKÜR Danışmanım Sayın Prof.Dr. Şevket GÖKPINAR a, yardımlarını esirgemeyen Sayın Prof.Dr. Semra CİRİK e, seminerimde yardımcı olan ikinci danışmanım Sayın Yrd.Doç.Dr. Ali Yıldırım KORKUT ve Sayın Yrd.Doç.Dr. Aysun FIRAT KOP a, Sayın Yrd.Doç.Dr. Edis KORU ya, daima yanımda yardımcı olan Araş.Gör.Gamze TURAN a teşekkür ederim. Maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen değerli aileme sonsuz teşekkürler Deniz TAPAN

10 10

11 11 İÇİNDEKİLER KABUL VE ONAY SAYFASI...III ÖZET...V ABSTRACT...VII TEŞEKKÜR...IX İÇİNDEKİLER...XI ŞEKİLLER DİZİNİ...XIII ÇİZELGELER DİZİNİ...XVI 1. GİRİŞ LİTERATÜR BİLDİRİŞLERİ Türün Özellikleri Spirulina platensis nın Sistematikteki Yeri Spirulina platensis nın Biyolojisi Mikroalgleri Etkileyen Çevresel Faktörler Işık Şiddeti Sıcaklık Tuzluluk MATERYAL VE YÖNTEM Organizma Kültür Ortamı Kültür Koşulları Analitik Ölçümler Hücre Sayısı Optik Yoğunluk... 12

12 12 İÇİNDEKİLER (Devam ediyor) Klorofil-a ve Beta Karoten Miktarı İstatistiksel Analiz BULGULAR Spirulina platensis de Zamana Bağlı Hücre Sayısı Değişimleri Spirulina platensis de Zamana Bağlı Optik Yoğunluk Değişimleri Spirulina platensis de Zamana Bağlı Klorofil-a Miktarı Değişimleri Spirulina platensis de Zamana Bağlı Beta-Karoten Miktarındaki Değişim SONUÇ...25 KAYNAKLAR...31

13 13

14 14 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil Sayfa Şekil 3.1. Spirulina platensis Kültürleri İçin Deney Düzeneği Şekil C de 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki hücre sayısı değişim grafiği Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 10 tuzluluktaki hücre sayısı değişim grafiği Şekil C de 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki hücre sayısı değişim grafiği Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 10 tuzluluktaki hücre sayısı değişim grafiği Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki hücre sayısı değişim grafiği Şekil C de 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki optik yoğunluk değişim grafiği Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 10 tuzluluktaki optik yoğunluk değişim grafiği Şekil C de 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki optik yoğunluk değişim grafiği Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 10 tuzluluktaki optik yoğunluk değişim grafiği Şekil C de 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki klorofil-a miktarı değişimi grafiği Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 10 tuzluluktaki klorofil-a miktarı değişim grafiği... 22

15 15 ŞEKİLLER DİZİNİ (Devam ediyor) Şekil Sayfa Şekil C de 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki klorofil-a miktarı değişimi grafiği...23 Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 10 tuzluluktaki klorofil-a miktarı değişim grafiği...24 Şekil C de 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki beta-karoten miktarı değişimi grafiği...25 Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 10 tuzluluktaki beta-karoten miktarı değişim grafiği...25 Şekil C de 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki beta-karoten miktarı değişimi grafiği...26 Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 10 tuzluluktaki beta-karoten miktarı değişim grafiği...27

16 16

17 17 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge Sayfa Çizelge 1.1. Spirulina ve diğer gıda ürünlerinin protein miktarı (Becker, 1994)...4 Çizelge 3.1. Spirulina platensis Kültüründe Kullanılan Zarrouk Ortamı..10

18 18 1. GİRİŞ Mikroalgler, farklı kimyasal ve biyolojik bileşikleri üretme özelliği nedeniyle ticari önemi olan organizmalardır. Balıklar ve diğer akuatik organizmaların besinini oluşturan besin zincirinin en alt kademesindeki algler, dünyadaki bitki biyomasının yaklaşık 1/3 ünü oluşturmaktadır (Sason, 1997). Algler, güneş ışığı altında atmosferdeki karbondioksiti büyük bir jeneratör gibi almakta ve insan ile diğer canlıların yaşamı için hayati öneme sahip olan oksijeni üretmektedirler. Alglerden elde edilen biyomasın yanı sıra hücresel olarak bünyelerinde biriktirdikleri değerli metabolitlerin yüksek ticari değere sahip olması ve bazı türlerin çevre ile ilgili uygulamalarda kullanılabilmesi mikroalglere mevcut ilgiyi daha da arttırmakta ve biyoteknolojide yoğun araştırmaların yapıldığı bir alan haline getirilmektedir (Cirik ve Gökpınar, 1999). Sucul ortamlarda yaşayan mikroalglerden yararlanmak için yaklaşık 100 yıldan bu yana araştırmalar yapılmaktadır (Cirik, 2005). Fransa, deniz alglerinden yararlanmaya genel olarak 17. yy.da başlamıştır (Atay, 1984). Alg kültürleriyle ilgili ilk çalışmalarda hedeflenen esas amaç, tek hücre proteini elde etmekti. İlk olarak yeşil planktonik alg türlerinden Chlorella vulgaris in agar üzerindeki saf kültürleri Hollandalı bir mikrobiyolog Beijerinck tarafından 1890 da elde edilmiştir da Warburg Chlorella kültürü üzerindeki araştırmaları daha da geliştirmiştir ve 1950 yıllarında Almanya ve Japonya daki ve daha sonraları ABD deki araştırıcılar fototrofik mikroalglerin yığın üretimi için temel özellikleri üzerinde çalışmışlardır. Alglerin yaklaşık 50 türünün kimyasal

19 19 kompozisyonları ve metabolizmaları üzerindeki çalışmalar devam etmektedir (Cirik, 2005). Dünya nüfusunun her 35 yılda 2 katına çıkması, ülkemizde de yaklaşık 80 milyona ulaşan nüfus dengeli beslenme sorununu gündeme getirmiş ve insanlığı, birim alandan maksimum verim elde etme ve alternatif kaynaklar bulmaya yöneltmiştir. Bu konu ile ilgili kurumlar ve bilim kolları yoğun bir çalışma ve araştırma temposuna girmişler, hayvansal kökenli protein kaynaklarının yanı sıra bitkisel kökenli protein kaynaklarının üretimini de arttırmaya çalışmışlardır. Mikroalglerin üretim teknolojileri son yıllarda hızla gelişim gösteren konuların başında gelmektedir. Mikroalglerden elde edilen ürünler endüstrinin bir çok alanında kullanılmaktadır (Cirik, Dalay, 2001). Ekonomik değere sahip Nannochloropsis sp., Chlorella ve Haematoccus algleri arasında özellikle Spirulina platensis, gerek insan gıdası olarak gerekse kültür balıkçılığında yem katkı maddesi olarak kullanıldığından önemli bir üründür. İlk üretim Meksika da yapılmış, günümüzde de kozmetik ve tıp alanlarında da yaygın olarak kullanılabiliniyor olmasından dolayı ABD., Çin, Rusya, Japonya, İsrail, Meksika, İspanya ve diğer pek çok ülkede bir çok bilim adamı bu olağanüstü besinin potansiyel etkilerini çözmeye çalışmaktadır (Sason, 1997). Mikroalglerin gıda zincirindeki önemi anlaşıldıktan sonra, çeşitli türleri akuakültürde kullanılmaya başlanmıştır. Ekonomik türlere ait deniz türlerinin yetiştirilmesinde örneğin karides larvası üretiminde ilk başlangıç yemi olarak algler vazgeçilmeyecek bir gıda kaynağıdır. Bu nedenle dünyada milyarlarca yetiştirilen karides larvası üretimi için bu larvaları besleme amacıyla yoğun alg üretimi yapılır. Bunun yanında balık larvalarına

20 20 canlı yem olarak kullanılan rotifer yetiştiriciliğinde rotiferlere yem olarak alglerin üretimi de önemli bir konudur. Ayrıca alglerin pek çok diğer kullanım alanları vardır. Bunlardan bazıları insan gıdası olarak kullanılabildiği gibi, yan bir besleyici hap şeklinde insanlara sunumu da söz konusudur. Kimya ve kozmetik dünyasında da çeşitli algler kullanılmakta ve bu amaçla yoğun yetiştirme çalışmaları uygulanmaktadır (Fulks, 1991). Spirulina çok eski çağlardan beri gıda olarak kullanılmaktadır. Aztekler, Meksika da bulunan Texcoco gölünden topladıkları Spirulina yı kurutmuşlar ve Tecuitlat adını vermişlerdir. İspanyol tarihçi Hernandez, 1513 de yazdığı tarih kitabında tecuitlat dan bahsetmektedir da Fransız fikolog Dangared, Afrika da Çad gölü çevresindeki halkın Dihe adını erdiği Spirulina platensis i yediğini ve bu insanların çevrede yaşayan diğer kabilelere oranla daha uzun boylu ve sağlıklı olduklarını belirtmektedir yılında Fransız Petrol Araştırma Enstitüsü, labaratuvarlarında yetiştirdiği Spirulina nın %60-70 oranında protein içerdiğini yayınlamış ve bilimsel çalışmaların yoğunlaşması bu tarihten sonra olmuştur (Cirik, 1989). Spirulina daha sonraki yıllarda NASA tarafından da besin yapımında kullanılmıştır. Merkezi Fransa da olan Beslenme Bozukluklarına Karşı Algokültür İle Mücadele Derneği (Association Poun Combatre La Malnutrition Par Algoculture, ACMA) beslenme bozukluklarına karşı Afrika ve Hindistan gibi açlık problemi olan ülkelerde halkı Spirulina üretip yemeye teşvik ederek kalıcı bir yardım sağlama amacı gütmektedir. Bu amaçla yapılan projelerde beslenme bozukluğu nedeni ile hastanelere yatmış hastaların dietlerine Spirulina katılması yoluyla tedavileri gerçekleştirilmektedir (Fox, 1996).

21 21 Spirulina, yüksek protein miktarına (kuru ağırlığının % 65 i oranında) sahiptir (Çizelge 1.1). Çizelge 1.1. Spirulina ve diğer gıda ürünlerinin protein miktarı (Becker, 1994). Gıda Türü Ham Protein % (kuru ağırlık) Spirulina 65 Tam kurutulmuş yumurta 47 Bira mayası 45 Kaymağı alınmış toz şeklindeki süt 37 Tam soya unu 36 Parmesan peynir 36 Buğday özü 27 Yerfıstığı 26 Tavuk 24 Balık 22 Sığır eti 22 Algal biyoteknolojideki gelişmelere rağmen mikroalg türlerinin kültürlerinde çeşitli güçlüklerle karşılaşılmaktadır. Mikroalg kültürlerinde biyomasın biyokimyasal kompozisyonu ve yağ asitleri değerleri, çevresel faktörler, besin ortamı, sıcaklık, tuzluluk, ph, ışık gibi büyüme koşullarına bağlıdır (Sukenik, 1991; Cohen et al., 1998; Brown et al., 1989; Roessler, 1990; Lourenco et al., 2002; Hu, 2004). Fotosentetik organizmalar, yaşam ortamlarında uygun olmayan çevresel etkenlere, fotosentetik aparatlarını korumak ve optimize etmek başka bir deyişle canlılığını sürdürebilmek için adapte olmak zorundadırlar. Fotosentetik hücreler tarafından absorplanan ışık, saturasyon değerlerini

22 22 geçtiği taktirde bu adaptasyon işlemi çok daha kritik bir duruma gelebilir. Fotosentez işlemi sırasında hücrelerde devam eden enerji akışını düşürmek için hücresel prigmentlerin (klorofil ve karotenoidler) içerik ve kompozisyonlarında bir takım değişiklikler meydana gelir. İşte bu sırada karotenoidler, fotosentez işleminde fotonların yakalanması ve ışığın zararlı etkilerinden hücrenin korunması gibi iki temel fonksiyona sahiptir (Mathis and Schenck, 1982; Schroeder and Johnson, 1993). Tez kapsamında yapılan denemelerde, ticari boyutta öneme sahip Spirulina platensis in büyümesini etkileyen çevresel faktörlerden ışık, sıcaklık ve tuzluluk araştırıldı. Bu çalışmada Spirulina platensis in kültürleri, laboratuvar ortamında farklı ışık şiddetlerinde, farklı sıcaklıklarda ve farklı tuzluluk oranına sahip ortamlarda 2 L lik erlenlerde kültüre alınmıştır. Denemelerde; fiziksel parametrelerden ışık, sıcaklık ve tuzluluğun mikroalglerin büyümesindeki önemli rolünün gösterilmesi amaçlandı.

23 23 2. LİTERATÜR BİLDİRİŞLERİ 2.1. Türün Özellikleri Spirulina platensis nın Sistematikteki Yeri Bölüm: Cyanophyta (Cyanobacteria) Sınıf : Cyanophyceae Ordo : Oscillatoriales Aile : Oscillatoriaceae Cins : Spirulina Tür : platensis Spirulina platensis nın Biyolojisi Spirulina ilk kez 1827 de TURPIN tarafından izole edilmiştir (Cifelli, 1983). Spirulina filamentoz bir siyanobakteridir. Spiral (sarmal) şekilli mavi-yeşil flamentler veya trikomlar Spirulina nın karakteristik özelliğidir, heterokistleri yoktur. Hücrede sarmal şekilli filamentlerle birlikte gaz dolu vakuollerin bulunması yüzmesine neden olmaktadır. Trikomlar mikrometre uzunlukta ve 3-8 mikrometre genişliktedirler. Genellikle tek hücreli alglerdir. Kloroplastları yoktur, klorofil a içerir, klorofil b içermez. Karotenoid, fikosiyanin ve fikoeritrin içermektedir. Prokaryotik organizmalardır, kalıtsal materyal sitoplazma içinde dağılmış halde bulunmaktadır. Üremeleri apikal ve interkalav hücre bölünmesi ve

24 24 fragmentasyon ile olmaktadır. Proteince çok zengindir. Cyanobacterium cinsi üyelerinde ilk olarak büyük değişkenlik olması nedeniyle taksonomisi güçtür; bununla beraber 2 ana türü bulunmaktadır. Bunlar; Spirulina platensis ve Spirulina geitleridir (Ciffelli, 1983). Hücre içeriğinde en dışta müsilaj tabakası ve bunun dışında da pektin bileşiminde hücre çeperi bulunmaktadır Mikroalgleri Etkileyen Çevresel Faktörler Işık Şiddeti Fitoplanktonik formlar su ve karbondioksit gibi düşük enerjili inorganik bileşiklerden yüksek enerjili organik bileşikleri sentezleyebilirler. Bu organizmaların enerji kaynağı ya güneş enerjisidir ya da inorganik maddelerin oksidasyonu sonucu açığa çıkan kimyasal enerjidir. Dolayısıyla organik bileşiklere gereksinim duymazlar. Fitoplanktonik formlar fotosentez yoluyla kendi besinini üreten organizmalardır. Işık fotosentez için en önemli ihtiyaçların başında gelmektedir (Raymont, 1980). Spirulina platensis in açık havada en iyi güneş ışığı altında gelişme gösterdiği görülmüştür (Richmond, 2004) Sıcaklık Spirulina platensis C de optimal gelişme gösterir. Spirulina türleri 18 C nin altında ve 38 C nin üstünde gelişemez. Sıcaklık ile beraber tek hücreli alglerin büyüme hızlarındaki değişimler, 40 C nin altındaki sıcaklıklar dahilinde tahmin edilen maksimum büyüme hızını bulmak için

25 25 bir eşitliğin yazılabileceğini göstermektedir.fitoplanktonun fotosentezindeki asimilasyon sayısını kısaca klorofil a nın birim ağırlığı başına fotosentetik karbon asimilasyon hızı ve bunun yanında karbon/klorofil oranı şeklinde ifade etmek mümkündür. Maksimum beklenen büyüme hızı sıcaklıktan tahmin edilebildiğine göre maksimum beklenen asimilasyon sayısı da fitoplankton ürünü olan karbon/klorofil oranından bulunabilir (Richmond, 2004). Spirulina platensis farklı sıcaklıklarda farklı büyüme oranı göstermektedir ve en uygun sıcaklık değeri 35 C olarak tespit edilmiştir. 35 C yi aşan sıcaklıklarda, büyüme oranında azalma gözlenmiş ve C sıcaklıkta büyümenin tamamen durduğu görülmüştür (Koru, Cirik, 2003) Tuzluluk Deniz panktonlarının tuzluluk değişimine olan toleransları oldukça iyidir. Pek çok tür, doğal ortamdaki tuzluluğa göre daha düşük tuzlulukta iyi bir büyüme gösterir. Pek çok alg türü %12-44 ppt, optimum %20-24 ppt tuzluluğu tercih eder. Örneğin; Isochrysis galbana %15 tuzlulukta maksimum üreme gösterirken, Tetraselmis suecica ppt tuzluluğu tercih eder. Spirulina platensis 1 tuzlulukta iyi gelişme gösterir (Vonshak, Tomaselli, 2000).

26 26 3. MATERYAL VE YÖNTEM 3.1. Organizma Mavi-yeşil alglerden Spirulina platensis Ege Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi nin Urladaki alg laboratuvarı kültür koleksiyonundan temin edildi ve çalışma için çoğaltıldı Kültür Ortamı Araştırmada Spirulina platensis kültürünün hızlı büyümesi için standart bikarbonatlı kültür ortamı olarak Zarrouk besi yeri kullanıldı. Zarrouk ortamını oluşturan kimyasal maddelerin tartılma işlemi hassas terazi ile yapıldı. Çalışmada kullanılan Zarrouk ortamının içerdiği kimyasal maddeler çizelge 3.1 de verilmiştir (Fox, 1983). Denemelerimizde kullandığımız kapların, kültür ortamının sterilizasyonu için otoklav kullanıldı. Hazırlanan stok solusyonlar, kültür ortamları, kullanılan erlenler ve diğer malzemeler otoklavda C de 20 dakika bekletilerek steril hale getirildi.

27 27 Elementler Çizelge 3.1. Spirulina platensis Kültüründe Kullanılan Zarrouk Ortamı 1 lt. (gr) NaHCO3 K2HPO4 NaNO3 K2SO4 NaCl MgSO4*7H2O CaCl2 FeSO4*7H2O EDTA (Triplex) A5 Solusyonu B6 Solusyonu 16 0,5 2, ,2 0,04 0,01 0,08 1 ml/ L 1 ml/ L A5 Solusyonu Element H3BO3 MnCl2*4H2O ZnSO4*7H2O CuSO4*5H2O Mo03 1 lt. (gr) 2,86 1,81 0,222 0,08 0,01 B6 Solusyonu Element NH4NO3 K2Cr2(SO4)4 NiSO4 Na2WO4 Ti2(SO4)3 1 lt. (gr) 0, ,8 17,9 40

28 Kültür Koşulları Spirulina platensis kültürlerinde 2 L. hacmindeki erlenler (şekil 3.1) 1,5 L. besin ortamı ile dolduruldu. Kültürlerin aydınlatılmasında floresan lambalar ile 24 saat aydınlatma sağlanmıştır. Floresans lamba: beyaz ışıklı olup,güneş ışığına en yakın ışığı vermesi, fazla ısınmaması ve ekonomik olması sebepleriyle mikroalg kültür çalışmasında tercih edilmiştir. Hücrelerin fotosentez yapabilmesi için gerekli inorganik karbon ihtiyacının karşılanmasıyla ki bu da ortamdaki ph değerinin stabil bir şekilde korunmasına yardım eder, hücrelerin ortamda homojenize dağılarak ışıktan eşit yararlanmaları aynı zamanda hücrelerin çökmesini engellemek için gün boyu havalandırma sağlanmıştır. İsteğe bağlı olarak, kültürün havalandırılması sırasında CO 2 ilavesi yapılabilir. Ekstra CO 2 ihtiyacı; kültür yoğunluğuna, ph değerine, ışık yoğunluğuna ve büyüme oranına bağlıdır. Genellikle çok yoğun kültürlerde kullanılır. Yapılan araştırmalar, havalandırma ve sürekli olarak karıştırılan alg kültürlerinden karıştırılmayan kültürlere göre %30 daha fazla ürün elde edilebileceğini ortaya çıkarmıştır. Havalandırma, küçük kabarcık şeklinde yapılmalıdır (Alpbaz, 1992). ph 9,7-10,0 olarak sabitlendi. Işık şiddetleri PAR (Photosynthetic Active Radiation) şeklinde verildi ve deneylerde düşük ışık şiddetleri uygulandı. 1. deneme grubunda laboratuar sıcaklığı bir klima ile 20±1 C ye ayarlandı. 1. grup 3 tane erlen 18 µmol/m²s ışık şiddetinde 1 tuzlulukta, 2. grup 3 tane erlen ise 42 µmol/m²s ışık şiddetinde 1 tuzlulukta tutuldu. 3. grup 3 tane erlende 42 µmol/m²s şiddetinde 10 tuzlu besin ortamı kullanıldı. 2. denemede laboratuar sıcaklığı bir klima ile 25±1 C ye ayarlandı. Aynı şekilde 1. grup erlenler 18 µmol/m²s ışık şiddetinde 1 tuzlulukta, 2. grup erlenler ise 42 µmol/m²s ışık şiddetinde 1 tuzlulukta tutuldu. 3. grup

29 29 erlenlerde 42 µmol/m²s şiddetinde 10 tuzlu besin ortamında bulunduruldu. 3. denemede laboratuar sıcaklığı bir klima ile 30±1 C ye ayarlandı ve 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzlu besin ortamı kullanıldı. Şekil 3.1. Spirulina platensis kültürleri için deney düzeneği 3.4. Analitik Ölçümler Hücre Sayısı Mikroskopta 400X büyütmede Neuber hemositemetre sayma kamarası ile hücre sayımı yapıldı. Kültürlerden alınan örneklerden 3 er tekrarlı sayım yapılarak çıkan sonuçların ortalama değerleri alınmıştır Optik Yoğunluk Kültür kaplarından deney tüplerine alınan örneklerin, saf su ile kalibre edilen SP-300 Spectrophotometer marka spektrofotometrede 680 nm dalga boyunda ölçümü ile optik yoğunluk belirlendi.

30 Klorofil-a ve Beta Karoten Miktarı Klorofil-a ve Beta-karoten spektrofotometrik yönteme göre aşağıda belirtildiği gibi yapıldı. 5 mg kurutulmuş örnek alınarak 5 ml aseton ile muamele edildikten sonra, hücreler mekanik karıştırıcı ile 10 dakika süre ile homojenize edildi. Elde edilen ekstrat madde 10 dakikada 3500 rpm de santrifüj (Nüve CN180) ile ayrıldı. Örnekler spektrofotometrede (SP-300) 666 nm ve 475 nm dalga boyunda okundu. Aşağıda verilen formül ile klorofil-a ve beta-karoten miktarı tespit edildi. Klorofil-a ( mg g-l) = 13,9 A 666 ( Sanchez et al., 2005 ) A nm okunan absorbans (soğurma) değeri Karoten ( mg g-l) = 4,5 A 475 ( Zou and Richmond, 2000 ) A nm okunan absorbans değeri İstatistiksel Analiz Verilerin istatistik analizi için Windows Versiyon 12 SPSS programı kullanılmış ve tüm data ortalama±standart sapma şeklinde ifade edilmiştir (Özdamar, 2004). Verilerin parametrik test varsayırlarını gerçekleştirdiğinden parametrik olmayan testlerden Mann-Whitney V testi ile analiz edilerek P değerinin 0,05 ve 0,05 den küçük bulunduğu değerler istatistiksel açıdan farklı olarak kabul edildi. Düşük ışık şiddetlerinin (18-42 µmol/m²s) hücre sayısı, optik yoğunluk, klorofil-a ve β-karoten parametreleri arasında istatistiksel olarak önemli fark yaratacak düzeyde olmadığını gösterdi. Sıcaklığın (20-25 C)

31 31 hücre sayısı, optik yoğunluk ve β-karoten parametreleri arasında istatistiksel olarak önemli fark yaratacak düzeyde değil ancak klorofil-a miktarının istatistiksel olarak fark yaratacak düzeyde olduğu bulundu. Tuz konsantrasyonunun ( 1-10) optik yoğunluk ve β-karoten parametreleri arasında istatistiksel olarak önemli fark yaratacak düzeyde olmasına karşın, hücre sayısı ve klorofil-a miktarının istatistiksel olarak fark yaratacak düzeyde olmadığı sonucuna varıldı.

32 32 4. BULGULAR 4.1. Spirulina platensis de Zamana Bağlı Hücre Sayısı Değişimleri Birinci denemede sıcaklık 20 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s olmak üzere iki farklı ışık şiddetinde ve tuz miktarı 1 de sabit tutularak Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Hücre sayıları değişimine bakıldığı zaman 42 µmol/m²s ışık şiddetindeki denemede 0. günde hücre/ml olan hücre sayısı, 28. günde 95x10 4 hücre/ml kadar ulaşırken, 18 µmol/m²s ışık şiddetindeki denemede 55. günde ml deki hücre sayısı 83x10 4 oldu. Daha sonra hücre sayıları kademeli olarak azalmaya başladı ( Şekil 4.1 ). Hücre sayısı (nx104 hücre/ml) µmol/m²s 1 tuz 18 µmol/m²s 1 tuz Zaman (Gün) Şekil C de 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki hücre sayısı değişim grafiği

33 33 Bu denemede sıcaklık 20 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s sabit ışık şiddetinde, ve 10 luk tuz miktarında Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Hücre sayısı değişimine bakıldığı zaman 35. günde 6397x10 2 hücre/ml olarak en yüksek değeri bulduktan sonra kademeli olarak azalmaya başladı ( Şekil 4.2 ). 42 µmol/m²s 10 tuz Hücre sayısı (nx104 hücre/ml) µmol/m²s 10 tuz Zaman (Gün) Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 10 tuzluluktaki hücre sayısı değişim grafiği İkinci denemede sıcaklık 25 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s olmak üzere iki farklı ışık şiddetinde ve tuz miktarı 1 de sabit tutularak Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Hücre sayıları değişimine bakıldığı zaman 42 µmol/m²s ışık şiddetindeki denemede 0. günde 1642x10 2 hücre/ml iken 24. günde 3266x10 2 hücre/ml ye kadar artış olurken, 18 µmol/m²s ışık şiddetindeki denemede 29. günde 2697x10 2 hücre/ml olarak hücre sayısında artış gözlemlendi. Daha sonra hücre sayıları kademeli olarak azalmaya başladı (Şekil 4.3 ).

34 34 Hücre sayisi (nx104 hucre/ml) µmol/m²s 1 tuz 18 µmol/m²s 1 tuz Zaman (Gün) Şekil C de 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki hücre sayısı değişim grafiği Bu denemede sıcaklık 25 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s sabit ışık şiddetinde, ve 10 luk tuz miktarında Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Hücre sayısı değişimine bakıldığı zaman 24. günde ml deki hücre sayısı maksimum 2908x10 2 olarak bulunduktan sonra hücre sayıları kademeli olarak azalmaya başladı ( Şekil 4.4 ). Hücre sayisi (nx10 4 hucre/ml) µmol/m²s 10 tuz Zaman (Gün) Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 10 tuzluluktaki hücre sayısı değişim grafiği

35 35 Üçüncü denemede sıcaklık 30 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s sabit ışık şiddetinde, ve 1 lik tuz miktarında Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Hücre sayısı değişimine bakıldığı zaman 0. günde ml deki hücre sayısı 213x10 2 iken 14. günde 2552x10 2 kadar artış meydana geldiği gözlemlendi ve daha sonra hücre sayıları kademeli bir şekilde azaldı ( Şekil 4.5 ). Hucre sayisi (nx10 4 hucre ml - 1) µmol/m²s 1 tuz Zaman (Gün) Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki hücre sayısı değişim grafiği 4.2. Spirulina platensis de Zamana Bağlı Optik Yoğunluk Değişimleri Birinci denemede sıcaklık 20 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s olmak üzere iki farklı ışık şiddetinde ve tuz miktarı 1 de sabit tutularak Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Optik yoğunluk değişimlerine bakıldığı zaman, 42 µmol/m²s ışık şiddetindeki denemede 28. güne kadar artış olurken, 18 µmol/m²s ışık şiddetindeki denemede 55. güne kadar optik yoğunlukta artış meydana geldi ( Şekil 4.6 ).

36 36 Optik Yoğunluk (680 nm) 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 gün µmol/m²s 1 tuz 18 µmol/m²s 1 tuz Zaman (Gün) Şekil C de 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki optik yoğunluk değişim grafiği Bu denemede sıcaklık 20 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s sabit ışık şiddetinde, ve 10 luk tuz miktarında Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Optik yoğunluk değişimine bakıldığı zaman 35. güne kadar artış meydana geldiği gözlemlendi ( Şekil 4.7 ). 42 µmol/m²s 10 tuz Optik Yoğunluk (680 nm) 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 gün Zaman (Gün) Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 10 tuzluluktaki optik yoğunluk değişim grafiği

37 37 İkinci denemede sıcaklık 25 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s olmak üzere iki farklı ışık şiddetinde ve tuz miktarı 1 de sabit tutularak Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Optik yoğunluk değişimlerine bakıldığı zaman, 42 µmol/m²s ışık şiddetindeki denemede 24. güne kadar artış olurken, 18 µmol/m²s ışık şiddetindeki denemede 29. güne kadar optik yoğunlukta artış meydana geldi ( Şekil 4.8 ). Optik yogunluk (680nm) 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, µmol/m²s 1 tuz 18 µmol/m²s 1 tuz Zaman (Gün) Şekil C de 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki optik yoğunluk değişim grafiği Bu denemede sıcaklık 25 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s sabit ışık şiddetinde, ve 10 luk tuz miktarında Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Optik yoğunluk değişimine bakıldığı zaman 24. güne kadar artış meydana geldiği gözlemlendi ( Şekil 4.9 ).

38 38 Optik yogunluk (680nm) 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, µmol/m²s 10 tuz Zaman (Gün) Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 10 tuzluluktaki optik yoğunluk değişim grafiği 4.3. Spirulina platensis de Zamana Bağlı Klorofil-a Miktarı Değişimleri Birinci denemede sıcaklık 20 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s olmak üzere iki farklı ışık şiddetinde ve tuz miktarı 1 de sabit tutularak Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Klorofil-a miktarı değişimlerine bakıldığı zaman, 42 µmol/m²s ışık şiddetindeki denemede 37. güne kadar artış olurken, 18 µmol/m²s ışık şiddetindeki denemede 28. güne kadar klorofil-a miktarında artış meydana geldi ( Şekil 4.10 ).

39 39 Klorofil-a Miktarı (mg/l) (666 nm) gün µmol/m²s 1 tuz 18 µmol/m²s 1 tuz Zaman (Gün) Şekil C de 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki klorofil-a miktarı değişimi grafiği Bu denemede sıcaklık 20 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s sabit ışık şiddetinde, ve 10 luk tuz miktarında Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Klorofil-a miktarı değişimine bakıldığı zaman 28. güne kadar artış meydana geldiği gözlemlendi ( Şekil 4.11 ). 42 µmol/m²s 10 tuz Klorofil-a Miktarı (mg/ L) (666 nm) gün Zaman (Gün) Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 10 tuzluluktaki klorofil-a miktarı değişim grafiği

40 40 İkinci denemede sıcaklık 25 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s olmak üzere iki farklı ışık şiddetinde ve tuz miktarı 1 de sabit tutularak Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Klorofil-a miktarı değişimlerine bakıldığı zaman, 42 µmol/m²s ışık şiddetindeki denemede 29. güne kadar artış olurken, 18 µmol/m²s ışık şiddetindeki denemede 24. güne kadar klorofil-a miktarında artış meydana geldi ( Şekil 4.12 ). Klorofil-a Miktarı (mg/l) (666 nm) gün Zaman (Gün) 42 µmol/m²s 1 tuz 18 µmol/m²s 1 tuz Şekil C de 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki klorofil-a miktarı değişimi grafiği Bu denemede sıcaklık 25 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s sabit ışık şiddetinde, ve 10 luk tuz miktarında Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Klorofil-a miktarı değişimine bakıldığı zaman 24. güne kadar artış meydana geldiği gözlemlendi ( Şekil 4.13 ).

41 41 42 µmol/m²s 10 tuz Klorofil-a Miktarı (mg/l) (666 nm) gün Zaman (Gün) Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 10 tuzluluktaki klorofil-a miktarı değişim grafiği 4.4. Spirulina platensis de Zamana Bağlı Beta-Karoten Miktarındaki Değişim Birinci denemede sıcaklık 20 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s olmak üzere iki farklı ışık şiddetinde ve tuz miktarı 1 de sabit tutularak Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Betakaroten miktarı değişimlerine bakıldığı zaman, 42 µmol/m²s ışık şiddetindeki denemede 37. güne kadar artış olurken, 18 µmol/m²s ışık şiddetindeki denemede 28. güne kadar beta-karoten miktarında artış meydana geldi ( Şekil 4.14 ).

42 42 3 Bata-Karoten Miktarı (mg/g) (475 nm) 2,5 2 1,5 1 0,5 0 gün µmol/m²s 1 tuz 18 µmol/m²s 1 tuz Zaman (Günler) Şekil C de 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki betakaroten miktarı değişimi grafiği Bu denemede sıcaklık 20 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s sabit ışık şiddetinde, ve 10 luk tuz miktarında Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Beta-karoten miktarı değişimine bakıldığı zaman 28. güne kadar artış meydana geldiği gözlemlendi ( Şekil 4.15 ). 42 µmol/m²s 10 tuz Bata-Karoten Miktarı (mg/g) (475 nm) 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 gün Zaman (Gün) Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 10 tuzluluktaki beta-karoten miktarı değişim grafiği

43 43 İkinci denemede sıcaklık 25 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s olmak üzere iki farklı ışık şiddetinde ve tuz miktarı 1 de sabit tutularak Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Betakaroten miktarı değişimlerine bakıldığı zaman, 42 µmol/m²s ışık şiddetindeki denemede 24. güne kadar artış olurken, 18 µmol/m²s ışık şiddetindeki denemede 14. güne kadar beta-karoten miktarında artış meydana geldi ( Şekil 4.16 ). Beta-karoten Miktarı (mg/g) (475 nm) 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 gün µmol/m²s 1 tuz 18 µmol/m²s 1 tuz Zaman (Günler) Şekil C de 42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s ışık şiddetinde, 1 tuzluluktaki betakaroten miktarı değişimi grafiği Bu denemede sıcaklık 25 C de sabit tutularak, 42 µmol/m²s sabit ışık şiddetinde, ve 10 luk tuz miktarında Spirulina platensis in büyüme özellikleri araştırıldı. Beta-karoten miktarı değişimine bakıldığı zaman 22. güne kadar artış meydana geldiği gözlemlendi ( Şekil 4.17 ).

44 44 42 µmol/m²s 10 tuz Beta-Karoten Miktarı (mg/g) (475 nm) 2 1,5 1 0,5 0 gün Zaman (Günler) Şekil C de 42 µmol/m²s ışık şiddetinde, 10 tuzluluktaki beta-karoten miktarı değişim grafiği Bu verilere bakarak, kültür ortamının tuzluluğunun 10 olması durumunun Spirulina platensis hücrelerinin gelişimini tamamen durdurmadığını, ancak gelişimlerini bir süreliğine olumsuz olarak etkilediği tespit edildi. Ortama adaptasyon sağlandıktan sonra ise kültürlerde hızlı bir gelişme görülmekle beraber, hücre sayısında artış gözlendi. Spirulina platensis, farklı tuz konsantrasyonu içeren ortamlarda farklı spesifik büyüme oranı göstermektedir. Spirulina platensis hücrelerinin 42 µmol/m²s yüksek ışık şiddetinde, 18 µmol/m²s ışık şiddetine oranla gelişiminin daha iyi olduğu görülmekle beraber; Spirulina platensis in kültür ortamının bulunduğu sıcaklığın yüksek olması ( C ) durumunda gelişimin daha da hızlı olduğu anlaşıldı.

45 45 5. SONUÇ Su ürünleri yetiştiriciliğinde yoğun olarak kültürü yapılan Spirulina platensis türünü etkileyen çevresel faktörlerden ışık, sıcaklık ve tuzluluğun etkileri üzerine çalışma yapıldı. Kültür ortamındaki koşullar mikroalgal büyüme ve mikroalagin biyokimyasal yapısı üzerinde değişikliklere neden olur. Büyümeyi, besin ortamlarında kullanılan nutrient türünün yanı sıra konsantrasyonları da etkilemektedir (Brown et al., 1989). Spirulina platensis kültüründe Zarrouk besin ortamı ile en yüksek değerler elde edilmektedir ( Owens et al., 1987; Sukenik et al., 1989; Schneider and Roessler, 1994; Lourenco et al., 2002). Bu nedenle S. platensis ile çalışmamızda Zarrouk besin ortamı tercih edilmiştir. Sıcaklık, ışık ve tuzluluk değişikliğinin mikroalglerin büyüme ve biyokimyasal yapılarında etkili olduğu bilinmektedir ( Utting, 1985). S. platensis ile çalışmamızda Zarrouk besin ortamı 1 tuz konsantrasyonuna, 30 W lık floresan lambalarla 42 µmol/m²s ışık şiddetinde aydınlatmaya sahiptir. Bu çalışmada farklı tuz konsantrasyonlarını içeren ( 1, 10) Zarrouk besin ortamları, farklı ışık şiddetleri (42 µmol/m²s ve 18 µmol/m²s) ve farklı sıcaklıklar ( 20 C, 25 C, 30 C ) kullanıldı. S. platensis de 1 tuz konsantrasyonu içeren Zarrouk besin ortamında, 42 µmol/m²s ışık şiddetindeki aydınlatmada, 30 C sıcaklıkta en yüksek büyüme oranı elde edildi. Bu çalışmadaki büyüme sonuçları gösteriyor ki; S. platensis 1 tuz konsantrasyonlu besin ortamını en iyi kullanmıştır.

46 46 Riley, Stommel ve Bumpus 1949 yılında oluşturdukları yayınlarında fotosentetik hızı, birim bitki karbonu başına düşen günlük karbon asimilasyonu olarak tanımlamışlar ve yayınlarında Baly eşitliğini model olarak almışlardır. Baly eşitliğinin içeriği kısaca, sıcaklığın fotosentetik hızı etkileyen bir değişken olduğunu göstermektedir. Bu çalışmada düşük sıcaklıkta (20-25 C) hücrelerin büyüme oranının yavaş seyrettiği görülmüştür. Smayda nın 1969 yılında yapmış olduğu çalışma ışık,sıcaklık ve tuzluluğun mikroalglerde büyümeyi etkilediğini göstermiştir. Alg fotosentezinin ışık şiddetine bağlı olduğu ve bunların değişik fotosentetik pigmentleri ile ilişkili olduğu bilinmektedir. Halldal (1966) pigmentlerin düşük ışık şiddetindeki önemi üzerinde durarak, yüksek ışık şiddetinde klorofil ve fikosiyaninin ışık şiddetini absorblamak için çok önemli oldukları sonucuna varmıştır. Besin kalitesinin belirlenmesinde mikroalglerin biyokimyasal kompozisyonları, büyüme oranı ve büyüme fazları (Molina-Grima et al., 1996); sıcaklık (Fabregas et al., 1986; Kaplan et al., 1986; Qiang and Richmond, 1994), aydınlatma (Brown et al., 1993; Molina-Grima et al., 1994), besin ortamı ve tuz konsantrasyonu (Fabregas et al., 1986) gibi koşullara bağlı olarak değişmektedir. Karotenler biyolojik antioksidan olarak hücre köklerini ve dokuları zararlı etkenlerden koruduğu için insan sağlığı için hayati öneme sahiptir (Yanar et al., 2004). Bir çok araştırıcı karotenidleri, insanları hastalıklara karşı koruyucu olarak önermiş ve β karoten, lutein gibi karotenler hala kanser tedavisinde uygulanmaktadır (Richmond, 2000; Ziegler et al., 1996). Sukenik et al., (1989) N. oculata ile yaptıkları çalışmada üç farklı ışık şiddetinin klorofil-a ve toplam karoten miktarlarına etkisini tespit etmişlerdir. Işık şiddeti artışına bağlı olarak klorofil-a ve toplam karoten değerlerinde bir azalma olduğunu rapor etmişlerdir.

47 47 Vonshak ın 1997 yılında yapmış olduğu çalışmada, S. platensis fototrofik gelişiminin en iyi olduğu ortamda ( 100 ya da 200 µmol/m².s) foton ışık akışı yoğunluğunda, 0,75 M a kadar farklı tuz konsantrasyonlarına maruz bırakılmış ve araştırmanın başlangıç fazında, büyüme hızı, fotosentetik aktivite ve solunumun engellendiği ve daha sonra sabit bir duruma geçtiği tespit edilmiştir. Bunu takiben fotosentez aktivitesinde ve solunum hızında bir artış meydana geldiği gözlenmiştir. Yine Vonshak ın S. platensis de yapmış olduğu çalışmaya göre, tuz stresine adaptasyonda protein ve klorofil miktarı düşerken, karbonhidrat değerinde artış görülmüştür. Tuzluluğa adapte edilmiş mikroalgin fotosentez kapasitesi azalmış, ışık enerjisini kullanamamış ve bundan dolayı da stresli hücrelerin fotoinhibisyona uğramaları artmıştır. Tuz stresine giren hücrelerde büyüme oranının düştüğü ve bu nedenle büyüme oranında azalma olduğu görülmüştür. Bu çalışmada da 10 tuz konsantrasyonlu besin ortamında hücrelerde büyüme oranının düştüğü gözlenmiştir. S. platensis 2 L lik erlenlerde, farklı ışık şiddeti, farklı sıcaklık ve farklı tuz konsantrasyonlarında hazırlanan Zarrouk besin ortamlarında başarılı kültür çalışması yapıldı. Büyüme, klorofil-a ve beta-karoten değerleri açısından S. platensis türü için 1 tuz konsantrasyonlu uygun besin ortamı, 30 C uygun sıcaklık ve 42 µmol/m²s ışık şiddeti uygun olarak tespit edilmiştir. Bu türün büyümesini etkileyen çevresel faktörlerden ışık,sıcaklık ve tuz konsantrasyonunun etkilerinin araştırılması sonucu yapılan bu çalışma, bilimsel ve ticari anlamda yapılacak olan uygulamalardaki başarıyı arttırarak ileride yapılacak olan çalışmalara ışık tutacaktır.

48 48 KAYNAKLAR Atay, D., Bitkisel Su Ürünleri ve Üretim Tekniği, A.Ü. Ziraat Fak. Yayınları: 905, Ders Kitabı: 253, s , Ankara Becker, E.W., Microalgae: Biotechnology and microbiology, Cambridge University Pres, 293. Brown, M.R., Jeffrey, S.W., Garland, C.D., Nutritional aspects of microalgae used in mariculture: a literature review. CSIRO Mar. Lab. Rep. 205, 44. Cifelli, O., Spirulina: The edible organism. Microbiol. Rev. 47, Cirik, S., Zengin bir bitkisel gıda Spirulina. Tübitak Bilim ve Teknik Dergisi, sayı: Nisan,s Cirik, S., Conk-Dalay, M., Spirulina platensis in Açık Hava ve Sera Koşullarında Üretimi. Su Ürünleri Dergisi Cilt No:18/1, s , Bornova-İzmir Cirik, S., Mikroalgal Bioteknoloji. Aquaculture Dergisi, Yıl:1, Sayı:3, s , İzmir. Cirik, S. ve Gökpinar,Ş Plankton Bilgisi ve Kültürü. E. Ü. Su Ürünleri Fak. Yayınları, No:47, Ders Kitabı 2. Baskı, s. 274, İzmir

49 49 KAYNAKLAR (Devamı) Cohen, Z., Vonshak, A. & Richmond, A., Effect of environmental conditions on fatty acid composition of the red alga Porphyridium cruentum: correlation to growth rate. Journal of Phycology 24, Fabregas, J., Herreo, C., Cabezas, B. and Abalde, J., Biomass production and biochemical composition in mass cultures of the marine microalga Isochrysis galbana parke at varying nutrient concentratipns. Aquaculture 53: Fox, D.R., Algaculture, The Microalgae Spirulina (Cyanophceae), A Study Of The Conditions Necessary For Their, Growth, These de Doctorat. France. Fox, D.R., Spirulina: Production and Potential, 232 p., Edisud- France. Fulks W., Main K.L., Rotifer and Microalgae Culture Systems. Proceeding of a U.S.-Asia Workshop. The Oceanic Institue, Honolulu, Hawaii, pp.364. Hu, Qiang., Environmental effects on cell composition, in Handbook of microalgal culture: Biotechnology and applied phycology, Richmond, A. (Eds) Blackwell publishing company, pp

50 50 KAYNAKLAR (Devamı) Kaplan, D., Richmond, A., Dubinsky, Z., Aaronson, S., Algal nutrition. In: Richmond, A. Ed., Handbook of Microalgal Mass Culture. CRC Press, FL, pp Koru, E., Cirik, S., Spirulina platensis (Cyanophceae) Mikroalg inin Büyümesine ve Bazı Biyokimyasal Özelliklerine Sıcaklığın Etkisi. E.Ü. Su Ürünleri Dergisi, Cilt 20, sayı 3-4: Lourenco, S., Barbarino, E.,Mancini-Filho, J., Schinke, K., Aidar, E., Effects of different nitrogen sources on the growth and biochemical profile of 10 marine microalgae in batch culture: An evaluation for aquaculture. Phycologia, 41: Molina-Grima, E., Fernandez-Sevilla, J.M., Sanchez-Perez, J.A., Garcia Camacho, F., A study on simultaneous photolimitation and photoinhibition in dense microalgal cultures taking in to account incident and averaged irradiances. Journal of Biotechnology Owens, T.G., Gallagher, j.c., Alberte, R.S., Photosynthetic light harvesting function of violaxanthin. J. Phyco.23: Özdamar, K., Programlar ve İstatistik Veri Analizleri. I. Kaan Yayınları, s. 649, Eskişehir.

51 51 KAYNAKLAR (Devamı) Qiang, H., Richmond, A., Optimizing the population density in Isochrysis galbana grown outdoors in a glass column photobioreactor. J. Appl. Phyco. 6: Richmond, A., Microalgal biotechnology at the turn of the millennium: A personal view. J. Appl. Phyco. 12: Richmond, A., Handbook of Microalgal Culture, Industrial Production of Microalgal Cell-mass and Secondary Products-Major Industrial Species. Blackwell publishing, s Rıley, G.A., Stommel, H., Bumpus, D.F., Bull. Yale Univ. 12 3: Roessler, P.G., Environmental control of glycerolipid metabolism in microalgae: commercial implications and future research directions. J. Phycol. 26: Sanchez M.D., Mantell, C., Rodriguez, M., Martinez de la Ossa, E., Lubian, L.M. and Montero, O., Supercritical fluid extraction of carotenoids and chlorophyl a. Journal of Food Engineering 66: Sason, A., Microalgal Biotechnology, XII. National Fisheries symposium, 2-5 September 2003, Elazığ-Türkiye.

52 52 KAYNAKLAR (Devamı) Schneider, J., Roessler, P., Radilabeling studies of lipids and fatty acids. J. of Phyco. 30: Smayda, T.J., Limnol. 2: , J. Phycol. S , : Steeman Nielsen, E., Hansen, W.K., 1959 Phycol. Plant. 12: Phycol. Plant. 21: Utting, S.D., Influance of nitrogen availability on the biochemical composition of three unicelluar marine algae of commercial importance. Aquacult. Engin. 4: Vonshak, A., Spirulina platensis (Arthrospira): Physiology, Cell biology and Biotechnology. Taylor and Francis, London, Great Britain; pp: Vonshak, A., Tomaselli, L, Arthrospira (Spirulina): systematics and ecophysiology. In. The Ecology of Cyanobacteria (eds B.A. Whitton & M. Potts) pp Kluwer Academic Publishers, The Netherlands.

53 53 KAYNAKLAR (Devamı) Ziegler, R.G., Colavito, E.A., Hartge, P., McAdams, M.J., Schoenberg, J.B., Mason, T.J., Fraumeni, J.F.J., Importance of a- carotene, b- carotene and other phytochemicals in the etiology of lung cancer. J. Natl. Cancer Inst. 88: Zitelli G., Rodolfi L., and Tredici, M.R., Industrial production of microalgal cell-mass and secondary products-species of high potential, in Handbook of microalgal culture: Biotechnology and applied phycology, Richmond, A. (Eds) Blackwell publishing company, pp Zou, N. and Richmond, A., Light-path length and population density in photoacclimation. Journ. Of Applied Phycology 12: