Particularitățile fiziologo-biochimice și biotehnologice ale tulpinii Nostoc Linckia Born et Flah CNM-CB - 03 sursă de substanțe bioactive

INTRODUCERE

Actualitatea temei

Ficobiotehnologia - o direcţie relativ nouă a ştiinţei biotehnologice este orientată spre

producerea materiei prime netradiţionale pentru industria alimentară, farmaceutică, cosmetică şi

spre obţinerea preparatelor algale şi cianobacteriene pentru utilizare în zootehnie, fitotehnie,

medicină, tehnologiile de protecţie a mediului ambiant etc [5; 44; 104; 140; 181; 220; 224; 225;

247; 250; 259; 260; 296; 300; 307; 310; 316].

Cianobacteriile atrag atenţia cercetătorilor în calitate de organisme, studiul cărora generează

soluţii pentru problemele ce ţin de originea şi evoluţia vieţii, sistematică, elucidarea mecanismelor

sintezei biologice ş.a. [ 17; 18; 104; 181; 188; 189; 252; 258; 288; 307].

În pofida valorii lor incontestabile, cianobacteriile rămîn a fi pînă în prezent încă foarte puţin

studiate, oferind astfel posibilităţi vaste pentru cercetare [104; 181].

Printre reprezentanţii filumului Cyanophyta se evidenţiază specia Nostoc linckia (Roth)

Born et Flah, o particularitate distinctivă a căreia este capacitatea de a realiza paralel fotosinteza şi

azotfixarea, fapt ce asigură cultivarea pe medii necostisitoare şi asigurarea condiţiilor optime de

creştere cu cheltuieli minime [86].

Dintre numeroasele componente biochimice valoroase care se conţin în biomasa de Nostoc

linckia (Roth) Born et Flah (pigmenţi, endopolizaharide, aminoacizi, metaboliţi secundari) şi se

elimină în mediul nutritiv pe durata cultivării (exopolizaharide, toxine ş.a.), o pondere maximală atît

cantitativă, cît şi calitativă o au polizaharidele şi ficobiliproteinele.

Ficobiliproteinele sunt atractive pentru utilizare comercială datorită numărului mare de

cromofori, gradului de fluorescenţă înalt, capacităţii de a forma conjugate stabile cu diferite

substanţe, solubilităţii în apă. Ele şi-au găsit deja aplicare în calitate de coloranţi naturali în

industria alimentară (C-ficocianina) şi în industria cosmetică ( C-ficocianina şi R-ficoeretrina); în

calitate de trasori în imunodiagnostică şi în alte cercetări biomedicale [24; 99; 105; 137; 138; 140;

224; 262].

De rînd cu utilizarea în diagnosticul medical ficocibiliproteinele se utlizează în medicină şi

pentru normalizarea schimbului de substanţe şi activizarea sitemului imunitar [24; 138; 271; 291].

Mecanismele de sinteză a ficobilinelor la cianobacterii sunt studiate destul de profund, însă

pînă în prezent rămîn neelucidate posibilităţile de intervenţie şi dirijare a reacţiilor biochimice la

diferite niveluri.

În ultimul timp o atenţie deosebită se acordă cianobacteriilor în calitate de producători de

exopolizaharide, care, graţie proprietăţilor lor chimice şi reologice pot fi utilizate ca agenţi de

5

viscozitate şi de purificare a apelor poluate cu metale grele; pentru extragerea metalelor preţioase

din minerale sărace; ca agenţi de emulgare; în calitate de remedii medicamentoase.

Cu toate că cianobacteriile produc o cantitate mai mică de polizaharide decît unele bacterii

heterotrofe, cianofitele sunt considerate producători preferabili, deoarece utilizează substraturi

renovabile, ieftine.

În pofida interesului major faţă de polizaharide există puţine informaţii referitor la structura

chimică a exopolizaharidelor cianobacteriene, căile de sinteză a lor, precum şi la mecanismele de

reglare a proceselor metabolice, ce finalizează cu sinteza hidraţilor de carbon.

Cercetările ce ţin de studiul sintezei dirijate a ficobiliproteinelor şi polizaharidelor de către

cianobacteria Nostoc linckia (Roth) Born et Flah, precum şi elaborarea procedeelor de extragere,

purificare şi utilizare în diferite domenii a preparatelor biologice din nostoc, rămîn a avea o

importanţă teoretică şi practică majoră pentru ficobiotehnologie.

Cele expuse mai sus au determinat scopul lucrării: Studiul particularităţilor fiziologobiochimice

şi biotehnologice ale tulpinii Nostoc linckia (Roth) Born et Flah CNM-CB-03 în vederea

elaborării tehnologiilor de obţinere a biomasei cianobacteriene cu un conţinut biochimic pronosticat

şi a preparatelor pentru utilizare în diferite domenii.

Pentru realizarea scopului au fost trasate următoarele obiective:

- Determinarea componenţei optime a mediului nutritiv pentru cultivarea tulpinii Nostoc linckia

(Roth) Born et Flah CNM-CB-03.

- Studiul posibilităţilor de stimulare a productivităţii şi activităţii biosintetice la Nostoc linckia

(Roth) Born et Flah CNM-CB-03.

- Elaborarea procedeelor eficiente de obţinere a biomasei de Nostoc linckia (Roth) Born et Flah

CNM-C- 03 cu conţinut sporit de ficobiliproteine şi polizaharide.

- Elaborarea unei tehnologii economic avantajoase de obţinere a biomasei de Nostoc linckia

(Roth) Born et Flah CNM-CB-03 şi a biopreparatelor în baza acesteia.

- Studierea posibilităţii utilizării preparatelor de Nostoc linckia (Roth) Born et Flah CNM-CB-03

în industria microbiologică şi în tehnologiile de protecţie a mediului ambiant.