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Fast media optimization for mixotrophic cultivation of Chlorella vulgaris.
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2019-12-17 , DOI: 10.1038/s41598-019-55870-9 Valerie C A Ward 1, 2 , Lars Rehmann 1
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2019-12-17 , DOI: 10.1038/s41598-019-55870-9 Valerie C A Ward 1, 2 , Lars Rehmann 1
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Microalgae can accumulate large proportions of their dry cell weight as storage lipids when grown under appropriate nutrient limiting conditions. While a high ratio of carbon to nitrogen is often cited as the primary mode of triggering lipid accumulation in microalgae, fast optimization strategies to increase lipid production for mixotrophic cultivation have been difficult to developed due to the low cell densities of algal cultures, and consequently the limited amount of biomass available for compositional analysis. Response surface methodologies provide a power tool for assessing complex relationships such as the interaction between the carbon source and nitrogen source. A 15 run Box-Behnken design performed in shaker flasks was effective in studying the effect of carbon, nitrogen, and magnesium on the growth rate, maximum cell density, lipid accumulation rate, and glucose consumption rate. Using end-point dry cell weight and total lipid content as assessed by direct transesterification to FAME, numerical optimization resulted in a significant increase in lipid content from 18.5 ± 0.76% to 37.6 ± 0.12% and a cell density of 5.3 ± 0.1 g/L to 6.1 ± 0.1 g/L between the centre point of the design and the optimized culture conditions. The presented optimization process required less than 2 weeks to complete, was simple, and resulted in an overall lipid productivity of 383 mg/L·d.
中文翻译：
快速优化培养基，用于小球藻的混养培养。
在适当的营养限制条件下生长时，微藻类可以将大部分干细胞重量累积为储存脂质。尽管通常将高碳氮比作为触发微藻中脂质积累的主要方式，但由于藻类培养物的细胞密度低，因此难以开发出快速优化策略来增加用于混合营养培养的脂质产量。可用于组成分析的生物质数量有限。响应面方法学为评估复杂关系（例如碳源和氮源之间的相互作用）提供了动力工具。在摇瓶中进行的15次运行Box-Behnken设计有效地研究了碳，氮和镁对生长速率，最大细胞密度，脂质积累率和葡萄糖消耗率。使用通过直接酯交换至FAME评估的终点干细胞重量和总脂质含量，数值优化可将脂质含量从18.5±0.76％显着增加至37.6±0.12％，细胞密度为5.3±0.1 g / L在设计的中心点和优化的培养条件之间达到6.1±0.1 g / L。提出的优化过程需要不到2周的时间才能完成，很简单，并且总脂质生产率为383 mg / L·d。设计的中心点和优化的培养条件之间应为1 g / L。提出的优化过程需要不到2周的时间才能完成，很简单，并且总脂质生产率为383 mg / L·d。设计的中心点和优化的培养条件之间应为1 g / L。提出的优化过程需要不到2周的时间才能完成，很简单，并且总脂质生产率为383 mg / L·d。
更新日期：2019-12-18
中文翻译：
快速优化培养基，用于小球藻的混养培养。
在适当的营养限制条件下生长时，微藻类可以将大部分干细胞重量累积为储存脂质。尽管通常将高碳氮比作为触发微藻中脂质积累的主要方式，但由于藻类培养物的细胞密度低，因此难以开发出快速优化策略来增加用于混合营养培养的脂质产量。可用于组成分析的生物质数量有限。响应面方法学为评估复杂关系（例如碳源和氮源之间的相互作用）提供了动力工具。在摇瓶中进行的15次运行Box-Behnken设计有效地研究了碳，氮和镁对生长速率，最大细胞密度，脂质积累率和葡萄糖消耗率。使用通过直接酯交换至FAME评估的终点干细胞重量和总脂质含量，数值优化可将脂质含量从18.5±0.76％显着增加至37.6±0.12％，细胞密度为5.3±0.1 g / L在设计的中心点和优化的培养条件之间达到6.1±0.1 g / L。提出的优化过程需要不到2周的时间才能完成，很简单，并且总脂质生产率为383 mg / L·d。设计的中心点和优化的培养条件之间应为1 g / L。提出的优化过程需要不到2周的时间才能完成，很简单，并且总脂质生产率为383 mg / L·d。设计的中心点和优化的培养条件之间应为1 g / L。提出的优化过程需要不到2周的时间才能完成，很简单，并且总脂质生产率为383 mg / L·d。
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