Effect of cultivation parameters on in-vitro anti-inflammatory activity of microalgae

Abstract

Bu çalışmada bir mikro alg türü olan Chlorella miniata'nın baloncuk kolon tipi fotobiyoreaktörler içinde, BRISTOL ortamında ve seçilen ışık şiddetini veren beyaz floresan aydınlatma şartlarında, inkübasyon dolabında sabit şartlarda büyümesi incelenmiştir. Chlorella miniata ile 6 litrelik steril ortamlarında, (22°C, 245 µmol m-2s-1) sürekli bir stok biyokütle üretimi yapılmıştır. Üretim süreçleri 21 günlük bir büyüme evresi reaktör ortamından alınan günlük örneklerin analiz edilmesiyle kontrollü olarak tamamlanmıştır. Büyüme şartlarına bağlı olarak büyüme hızı sıcaklık, ışık şiddeti ve her ikisine de bağlı çeşitli modellerle incelenmiştir. Matematik modeller yardımıyla, uygun büyüme koşulları 21,38 oC sıcaklık ve 291,5 µmol foton m-2 s-1 olarak hesaplanmıştır. Biyokütleden Soxhlet ekstraksiyonu ile ekstraktlar elde edilmiş LC MS/MS çalışmaları sonucunda ekstraktların içeriğinde yüksek miktarlarda salisilik, kafeik vanilik, t-sinamik asit ve siyanidin ve mirisetin'e rastlanmıştır. Çalışma diğer bir amacı Chlorella miniata türünün olası antioksidan ve anti-inflamatuar kapasitesinin araştırılması ve bu olası kapasite ile yetiştirilme koşulları arasında bağlantılar aranmasıdır. Bu amaçla, trolox eşleniği olarak antioksidan kapasitenin ölçümü (TEAC), toplam antioksidan kapasitenin ölçümü (TAO), ferrik indirgen antioksidan kapasitenin ölçümü (FRAP), ksantin oksidaz inhibisyonu ve hiyaluronidaz inhibisyonu çalışmaları yetiştirilmiş mikro algler için yapılmıştır. Bu çalışmaların sonuçları, 22,91 mg/g alg TEAC, 776,70 mg/g alg gallik asit eşleniği FRAP ve 37,07% ksantin oksidaz inhibisyonu, 65,39% hiyaluronidaz inhibisyonu olarak bulunmuştur.

The aim of the study was to acquire three findings regarding microalgae. The microalgae species Chlorella miniata was used for the study. The first step was to determine the specific growth rate changes of the microalgae with cultivation parameters, the experiments were carried out using varying cultivation conditions and they were performed using bubble column photobioreactors with a volume of 6 liters, and 1 vvm aeration, illuminated using white fluorescent light. Using mathematical modelling, the optimum temperature and light intensity for the maximum specific growth rate were calculated to be 21,38 oC and 291,5 µmol photon m-2 s-1 respectively. The last two parts of the study was to see if the microalgae species Chlorella miniata possess an antioxidant and anti-inflammatory potential and to see if there is a correlation between the cultivation conditions and these potentials. For this purpose the assays of Trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC), ferric reducing antioxidant capacity (FARP), total antioxidant capacity (TAO), xanthine oxidase inhibition, and hyaluronidase inhibition were studied using extracts of microalgae obtained from the different cultivation parameters. It's important to mention that this was the first study using these assays on species of Chlorella miniata and the first that utilized the cultivation parameters on microalgae. The results were, 22,91 mg/g algae TEAC, 776,70 mg/g algae gallic acid equivalent of FRAP and 37,07% xanthine oxidase inhibition with a concentration of 10,5 mg algae per ml ethanol, 65,39% of hyaluronidase inhibition with a concentration of 0,9 mg algae per ml ethanol. The effects of the cultivation parameters on these assays were also a part of the study.