DYNAMICS OF CHEMICAL COMPOSITION OF ETTLIA CAROTINOSA KOMÁREK 1989 (CHLOROPHYCEAE) UNDER EXPERIMENTAL INDUCTION OF SECONDARY CAROTENOGENESIS
Keywords:
Ettlia carotinosa, secondary carotenogenesis, astaxanthin, lipids, carbohydrates, proteinsAbstract
For the first time, experimental data, characterizing the fractional composition of secondary carotenoids and content of the main components of dry matter (protein, carbohydrates and lipids) were shown in the cells of green microalgae Ettlia carotinosa Komárek 1989 (Chlorophyceae), which was grown in laboratory by the method of two-stage batch culture. The induction of secondary carotenogenesis in different versions of the experiment was carried out by creating an acute shortage of nutrients in combination with an 8-fold increase in light and induction of 4 different chemical activators of oxidative stress (CH3COONa, NaCl, FeSO4 та H2O2) into medium. It was shown, that in this species, in common to other green algae, the secondary carotenogenesis is associated with the transition of vegetative cells to the resting stage and a significant change in the chemical composition of cells – the primary carotenoid content decreased (from 12% lutein of the total carotenoids to trace amounts, β-carotene from 10 to 5 – 6 %) and protein (40 to 7 – 16 % dry matter) and the accumulation of lipids and carbohydrates (lipids from 19 to 28 – 50 % dry mat-ter, carbohydrates from 23 to 37 – 47 % dry matter, respectively). In the fractional composition of the secondary carotenoids 11 fractions were identified, but the dynamics of their total content was determined mainly by astaxanthin monoesters (48 – 55 % of the total). A characteristic feature of the species is the presence of adonirubin significant amount (10 – 12 % of the total).
References
Данцюк Н. В. Влияние ацетата натрия на интенсивность вторичного каротиногенеза у зелёной микроводоросли Haematococcus pluvialis // Экология моря. – 2010. – Спец. вып. 80: Биотехнология водорослей. – С. 44 – 50.
Дробецкая И. В, Чубчикова И. Н., Боровков А. Б., Минюк Г. С. Определение содержания астаксантина и кантаксантина у зелёных микроводорослей методом тонкослойной хроматографии // Экология моря. – 2009. – Вып. 79. – С. 50 – 56.
Костіков І. Ю., Романенко П. О., Демченко Е. М., Дарієнко Т. М., Михайлюк Т. І., Рибчинський О. В., Солоненко А. М. Водорості грунтів України (історія та методи дослідження, система, конспект флори). – Київ: Фітосоціоцентр, 2001. – 300 с.
Минюк Г. С., Дробецкая И. В., Чубчикова И. Н., Данцюк Н.В., Челебиева Э. С. Скрининг зелёных микроводорослей как потенциальных источников природных кетокаротиноидов. Актуальность, стратегия и тактика исследований // Экология моря. – 2010. – Спец. вып. – 80: Биотехнология водорослей. – С. 67 – 78.
Минюк Г. С., Терентьева Н. В., Дробецкая И.В. Сравнительная характеристика морфологических и физиолого-биохимических признаков трех штаммов Haematococcus pluvialis Flotow (Chlorophyta, Chlamydomonadales) // Альгология. – 2007. – 17, No 2. – С. 148 – 159.
Терентьева Н. В., Минюк Г. С., Дробецкая И.В., Чубчикова И. Н. Особенности вторичного каротиногенеза в вегетативных клетках Haematococcus pluvialis Flotow (Chlorophyceae) при различных условиях минерального обеспечения // Морск. экол. журн. – 2008 (б). – Т. VII, № 4. – С. 66 – 74.
Челебиева Э. С. Скрининг одноклеточных зелёных водорослей как потенциальных источников природных кетокаротиноидов. 3. Введение в лабораторную культуру и первичная оценка биотехнологического потенциала Ettlia carotinosa // Морск. экол. журн. – 2011. – Отд. вып., № 2. – С. 96 – 112.
Челебиева Э.С., Минюк Г. С., Дробецкая И.В., Чубчикова И. Н. Физиолого-биохимические характеристики Ettlia carotinosa Komárek 1989 (Chlorophyceae) в условиях экспериментального стресса – // Морск. экол. журн. – 2013. – 12, № 2. – С. 78 – 87.
Чубчикова И. Н., Дробецкая И. В., Минюк Г. С., Данцюк Н.В., Челебиева Э. С. Скрининг одноклеточных зелёных водорослей как потенциальных источников природных кетокаротиноидов. 2. Особенности роста и вторичного каротиногенеза у представителей рода Bracteacoccus (Chlorophyсeae) // Морск. экол. журн. – 2011. – 10, № 1. – С. 91 – 97.
Чубчикова И. Н., Минюк Г. С., Дробецкая И. В., Данцюк Н.В. Хлорококковые микроводоросли как потенциальный источник природных кетокаротиноидов // Экология моря. – 2009. – Вып. 77. – С. 77 – 83.
Ahlgren G., Merino L. Lipid analysis of freshwater microalgae: A method study // Arch. Hydrobiol. – 1991. – 121, Nо 3. – P. 295 – 306.
Aquasearch Technical report 1002.001. Analysis of total astaxanthin in algae meal prepared from Haematococcus pluvialis // Aquasearch. Inc. – http://www.fda.gov.
Birkeland S., Bjerkeng B. Extractabilities of astaxanthin and protein from muscle tissue of Atlantic salmon (Salmo salar) as affected by brine concentration and pH // Food Chem. – 2004. – 85, 4. – P. 559 – 568.
Carlsson A. S., van Beilen J. B., Moller R,. Clayton D. Micro- and macro-algae: Utility for industrial applications. Outputs from EPOBIO project. – Chippenham: CPL Press, 2007. – 86 p.
Carotenoids Handbook. – Basel: Birkhäuser, 2004. – 562 p.
Davies B. H., Hsu W. J., Chichester C. O. The mechanism of the conversion of beta-carotene into canthaxanthin by the brine shrimp Artemia salina L. (Crustacea: Branchiopoda) // Comp. Biochem. Physiol. – 1970. – 33. – Р. 601 – 615.
Eonseon J., Polle J.E.W., Lee H.K., Hyun S.M., Chang M. Xanthophylls in microalgae: from biosynthesis to biotechnological mass production and application // J. Microbial. Biotechnol. – 2003. – 13, No 2. – P. 165 – 174.
Lemoine Y., Schoefs B. Secondary ketocarotenoid astaxanthin biosynthesis in algae: a multifunctional response to stress // Photosynth. Res. – 2010. – 106. – P. 155 – 177.
Lipid bank. The official database of Japanese Conference on the Biochemistry of Lipids (JCBL). – http://www.lipidbank.jp.
Lowry O. H., Rosebrough N. J., Faar A. L., Randall R. J. Protein measurement with folin phenol rea-gent // J. Biol. Chem. – 1951. – 193. – P. 265 – 275.
Margalith P. Z. Production of ketocarotenoids by microalgae // Appl. Microbiol. Biotechnol. – 1999. – 51. – P. 431 – 438.
Mata T. M., Martins A. A., Caetano N. S. Microalgae for biodiesel production and other applications: A review. // Renewable and Sustainable Energy Rev. – 14. – 2010. – P. 217 – 232. 23. Phytoplankton Pigments: Characterization, Chemo-taxonomy and Applications in Oceanography. – Cambridge Univ. Press. – 2011. – 874 p.
Rodriguez-Amaya D. B. A guide to carotenoid analysis in foods / Washington: ILSI Press, 2001. – 71 p.
Strickland J. D. H., Parsons T. R. Determination of carbohydrate // A practical handbook of seawater analysis. – Ottava: Fish. Res. Board Can., 1968. – P. 173 – 174.
Yeum K-J., Aldini G., R. M., Russel R. M., Krinsky N. I. Antioxidant/pro-oxidant functions of carotenoids. – Carotenoids. – Volume 5: Nutrition and Health. – Basel: Birkhäuser Verlag, 2009. – Chapter 12. – P. 235 – 268.
