การเพิ่มการผลิตซี–ไฟโคไซยานินและพอลิไฮดรอกซีบิวทิเรตในอาร์โทสไปรา พลาเทนซิส ที่เพาะเลี้ยงด้วยไดโอดเปล่งแสง (แอลอีดี) - Duangsri, Chanchanok; Charunchaipipat, Winai; Satchasataporn, Khomson; Promariya, Authen; Mudtham, Nat–Anong; Akrimajirachoote, Nattaphong; Ngamkala, Suchanit; Raksajit, Wuttinun (วารสารหน่วยวิจัยวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสิ่งแวดล้อมเพื่อการเรียนรู้ (Journal of Research Unit on Science, Technology and Environment for Learning), 2022)
Enhanced Production of C–Phycocyanin and Polyhydroxybutyrate in the Arthrospira platensis Cultured with Light–Emitting Diodes (LEDs) Chanchanok Duangsri, Winai Charunchaipipat, Khomson Satchasataporn, Authen Promariya, Nat–Anong Mudtham, Nattaphong Akrimajirachoote, Suchanit Ngamkala and Wuttinun Raksajit รับบทความ: 6 กุมภาพันธ์ 2565; แก้ไขบทความ: 22 กุมภาพันธ์ 2565; ยอมรับตีพิมพ์: 3 มีนาคม 2565; ตีพิมพ์ออนไลน์: 15 พฤศจิกายน 2565 บทคัดย่อ ไซยาโนแบคทีเรียม อาร์โทสไปรา พลาเทนซิส เป็นทรัพยากรที่มีศักยภาพสูงในการผลิตสารประกอบที่มีมูลค่า เช่น ซี–ไฟโคไซยานิน (ซี-พีซี) และ พอลิไฮดรอกซีบิวทีเรต (พีเอชบี) การ ศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินผลกระทบของไดโอดเปล่งแสง (แอลอีดี) (แสงสีแดง สีเขียว สีน้ำเงิน และสีขาว) ภายใต้ความเข้มแสงต่ำ ปานกลางและสูง (LL, ML, HL; 15, 30, 60 ไมโครโมลโฟตอนต่อตารางเมตรต่อวินาที ตามลำดับ) ต่อปริมาณชีวมวล คลอโรฟิลล–เอ ซี–พีซี และพีเอชบีของอาร์โทสไปรา พลาเทนซิส อีกทั้งประเมินแอคติวิตีการกำจัดอนุมูลอิสระของซี–พีซีของอาร์โทสไปรา พลาเทนซิส ผลการศึกษาพบว่า ค่าสูงสุดของปริมาณชีวมวล (2.80 ± 0.11 กรัมต่อลิตร) และปริมาณคลอโรฟิลล์–เอ (5.80 ± 0.12 มิลลิกรัมต่อลิตร) พบในเซลล์ที่เพาะเลี้ยงภายใต้แสงสีแดงที่มีความเข้มแสงปานกลาง ในขณะที่ค่าต่ำสุดของปริมาณชีวมวลและและปริมาณคลอโรฟิลล์–เอ พบในเซลล์ที่เพาะเลี้ยงภายใต้แสงสีน้ำเงินที่มีความเข้มแสงปานกลาง ในทางกลับกัน ซี–พีซี มีปริมาณเพิ่มขึ้นเท่ากับ 2.78 ± 0.07 มิลลิกรัมต่อกรัม ในเซลล์ที่เพาะเลี้ยงภายใต้แสงสีน้ำเงินที่มีความเข้มแสงสูง เมื่อเทียบกับแสงสีแดง สีเขียว และสีขาวที่ความเข้มแสงเดียวกัน นอกจากนี้พบว่า ซี–พีซี ที่ความเข้มข้น 100 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตรซึ่งสกัดได้จากเซลล์ที่เพาะเลี้ยงภายใต้แสงสีน้ำเงินที่มีความเข้มแสงสูง แสดงค่าแอคติวิตีการกำจัดอนุมูลอิสระเท่ากับร้อยละ 52.1 ± 5.6 นอกจากนี้พีเอชบีมีปริมาณสูงสุด (9.18 ± 0.32%(w/w) DW) ในเซลล์ที่เพาะเลี้ยงภายใต้แสงสีขาวที่มีความเข้มแสงสูงและขาดแหล่งอาหารไนโตรเจนในอาหารเลี้ยง เมื่อเทียบกับแสงสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินที่ความเข้มแสงเดียวกัน การศึกษาครั้งนี้ให้ข้อมูลทางสรีรวิทยาที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับผลกระทบของสเปกตรัมแสงที่แตกต่างกันและความเข้มของแสงต่อการเจริญเติบโต ปริมาณรงควัตถุสังเคราะห์ด้วยแสง และพีเอชบี ซึ่งเป็นแนวทางเบื้องต้นในการปรับการผลิตสารประกอบที่มีมูลค่าสูงจากการเพาะเลี้ยงอาร์โทสไปรา พลาเทนซิส ให้เหมาะสม คำสำคัญ: อาร์โทสไปรา พลาเทนซิส ซี–ไฟโคไซยานิน แอลอีดี พอลิไฮดรอกซีบิวทีเรต Abstract The cyanobacterium Arthrospira platensis is considered a highly potential resource for the production of valuable compounds such as C–phycocyanin (C–PC) and poly–3–hydroxybutyrate (PHB). This study aimed to evaluate the effects of different coloured light–emitting diodes (LEDs) (red, green, blue, and white light) under low, medium, and high light intensity (LL, ML, HL; 15, 30, 60 µmol photons m–2s–1, respectively) on the biomass, chlorophyll–a (Chl–a), C–PC, and PHB contents of A. platensis, and further determine the free–radical scavenging activity of A. platensis C–PC. The results exhibited that the highest values for biomass (2.80 ± 0.11 g L–1) and chlorophyll-a (Chl–a) content (5.80 ± 0.12 mg L–1) were obtained in cells cultured under ML red light, while the lowest values for biomass and Chl–a content were observed in cells cultured under ML blue light. On the other hand, the C–PC value increased to 2.78 ± 0.07 mg g–1 in cells cultured under HL blue light compared to red, green, and white lights with equal intensities. Besides, the purified C–PC obtained from cells cultured under HL blue light showed 52.1 ± 5.6% of free–radical scavenging activity at a C–PC concentration of 100 µg mL–1. In addition, the maximum PHB content (9.18 ± 0.32%(w/w) DW) was obtained in cells cultured under HL white light with nitrogen deprivation compared to red, green, and blue lights with equal intensities. The results of the current study provide useful physiological information regarding the effects of different light spectra and light intensity on growth, photosynthetic pigments, and PHB as a prerequisite to optimize the production of high–value compounds from cultures of A. platensis. Keywords: Arthrospira platensis, C-Phycocyanin, LEDs, Polyhydroxybutyrate