Nieuwe studie: verbeterde productie van astaxanthine door algen

De microalg Haematococcus pluvialis (bloedregenalg) is de belangrijkste bron van natuurlijke astaxanthine. Deze alg kan tot maar liefst 1 – 5% van zijn eigen gewicht aan astaxanthine produceren!

Omdat astaxanthine zo’n kostbare stof is, wordt er steeds gezocht naar manieren om de microalg zo veel mogelijk astaxanthine te laten maken. Zodat dit zo efficiënt mogelijk gebeurt.

In de kweek van de bloedregenalg wordt gebruik gemaakt van twee fasen: de groene fase en de rode fase.

De groene fase

In de groene fase worden de ideale condities nagestreefd om zo veel mogelijk microalgen te laten groeien. Hierbij wordt gekeken naar de optimale temperatuur, pH, zonlicht en samenstelling van de kweekvloeistof. De beste temperatuur voor de groene fase ligt bijvoorbeeld rond de 25 – 33 °C. Bij hogere temperaturen ervaren de microalgen hittestress en vermenigvuldigen ze zich minder goed.

In de kweekvloeistof is de hoeveelheid stikstof het belangrijkst voor de groei, maar ook fosfaat speelt een grote rol: dit is bijvoorbeeld nodig voor de cellen om te kunnen delen (= vermenigvuldigen).

De rode fase

In de rode fase gaat het erom dat de microalgen zo veel mogelijk astaxanthine gaan produceren. Hiervoor worden de microalgen eerst ‘gestresst’ gemaakt: dan gaan ze de astaxanthine aanmaken.

De ideale stress-omstandigheden

Deze stress wordt veroorzaakt door een hoge lichtintensiteit en het verlagen van de hoeveelheid fosfaat in de kweekvloeistof. Een nadeel van het verlagen van het fosfaat is dat de groei van de microalgen dan ook geremd wordt, wat na langere tijd juist tot minder astaxanthine-productie leidt. Sommige studies geven echter aan dat het verhogen van de fosfaatniveaus óók leidt tot de productie van astaxanthine.

Het experiment

Daarom is nu in een nieuw onderzoek gekeken welke verhoudingen van fosfaat in het kweekmedium ideaal zijn. Verschillende batches met uiteenlopende fosfaatniveaus werden getest: met 25% van de normale hoeveelheid fosfaat in het medium, tot wel 400% van de normale hoeveelheid fosfaat.

Tegelijk werd ook gekeken welke ‘soort’ licht-stress het beste werkt: een doorlopende blootstelling aan intenser licht of het stapsgewijs blootstellen aan een hogere lichtintensiteit.

Dag 1-14: In de groene fase, die 14 dagen duurt, worden de algen elke dag blootgesteld aan 12 uur licht met een intensiteit van 2000 lux. De andere 12 uur is het donker. De algen produceren nu nog geen astaxanthine.

Dag 15-28: Nu begint de rode fase. In de rode fase wordt de intensiteit van het licht verhoogd naar 5000 lux. In de ene batch gebeurt dit nog steeds 12 uur per etmaal, terwijl in de andere batch dit meteen 24 uur per dag is. Deze laatste batch staat dus helemaal niet meer in het donker.

Dag 29-42: Vanaf dag 29 worden alle batches 24 uur per dag doorlopend aan 5000 lux blootgesteld.

Vervolgens wordt er gekeken hoeveel astaxanthine de microalgen in totaal hebben aangemaakt op dag 42.

De uitkomsten

De hoogste astaxanthine-productie werd gevonden in microalgen die nog maar 25% van de normale fosfaathoeveelheid konden nuttigen en die meteen doorlopend aan intenser licht werden blootgesteld. In deze setting bereikten de microalgen een productie van maar liefst 7% van hun eigen gewicht aan astaxanthine!

Hoewel het sterk verlaagde fosfaatniveau wel leidde tot een minder snelle groei van de hoeveelheid microalgen, werd de uiteindelijke astaxanthine-productie zo hoog dat dit toch de meest voordelige setting bleek te zijn.

Bron

Liyanaarachchi, V.C. et al. (2020) Astaxanthin accumulation in the green microalga Haematococcus pluvialis: Effect of initial phosphate concentration and stepwise/continuous light stress. Biotechnology Reports 28;e00538.

Details weten? Neem contact op >>>

Alles weten over astaxanthine?

Dit interessante ingrediënt is verwerkt in Synofit Curcumine Plus samen met curcumine en algenolie (omega 3).

Meer lezen over astaxanthine >>>