Zeitschrift für Nanomaterialien und molekulare Nanotechnologie

Bioprozessentwicklung für die Kultivierung von Chlorella vulgaris und Biosynthese von Anti-Phytopathogenen Silbernanopartikeln

Shahira H EL-Moslamy, Sanaa SA Kabeil und Elsayed E Hafez

Bioprozessentwicklung für die Kultivierung von Chlorella vulgaris und Biosynthese von Anti-Phytopathogenen Silbernanopartikeln

In dieser Studie wurden Nährmedienformulierungen und Umgebungsbedingungen variiert, um die Zusammensetzung und Bedingungen des Nährmediums für eine maximale Produktion von Algenbiomasse zu optimieren. Die Produktion von Chlorella vulgaris wurde in unterschiedlichen Photobioreaktorkonfigurationen (250-ml-Kolben, 5-l-Kolben und 7,5-l-Rührkesselreaktor) unter Verwendung verschiedener organischer und anorganischer Medienformulierungen untersucht. Die Wirkung von anfänglichen Zellkonzentrationen, Rührgeschwindigkeit, Luftstromrate und photoperiodischer Zeit wurde unter Verwendung eines preisgünstigen Geflügelmistmediums untersucht; die Ergebnisse deuten darauf hin, dass 0,5 × 107 (n/ml), 200 U/min, 1 bar und 16:8 Std. besser für die Biomasseproduktivität während der Wachstumsphasen sind. Die höchste spezifische Gesamtwachstumsrate (µ) und Verdopplungszeit (td) wurden beim Anbau von C. vulgaris im Batchbetrieb in einem 7,5-l-Rührkesselbioreaktor festgestellt, µ=0,08 d-1 bzw. 3,5 Tage, wobei auch die maximale Biomassekonzentration von 0,59 g/l erreicht wurde. Biosynthetisierte Silbernanopartikel (AgNPs) finden breite Verwendung in der Landwirtschaft. Die Biosynthese der Silbernanopartikel erfolgte durch Verwendung von Algenzellen zur kurzen Reduzierung von Silberionen in Wasser. Ein Plackett-Burman-Versuchsdesign wurde angewendet, um sieben Parameter für die Biosynthese von AgNPs zu screenen, die wichtigsten Parameter waren pH-Wert, Temperatur und Behälterkopfraum; die Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein pH-Wert von 6, 40ºC und 75 % Behälterkopfraum besser für die Biosynthese von AgNPs sind, die auch die maximale Endproduktkonzentration von 5,59 mg/l erreichten. Die AgNP-Bildung wurde mithilfe von SEM, XRD und UV-Vis-Spektroskopie bestätigt. Diese AgNPs wurden auf antibakterielle und antimykotische Aktivität getestet. Die getesteten Stämme sind: Erwinia carotovora und Alternaria alternata. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die AgNPs gegenüber herkömmlichen Antibiotika einen wichtigen Vorteil haben könnten.