Peningkatan pengeluaran Lipid Aurantiochytrium sp. SW1 dengan kaedah pengkulturan bersama Cunninghamella bainieri 2A1 menggunakan sirap jagung tinggi fruktosa

Abstract

Pengkulturan bersama Aurantiochytrium SW1 dan C. bainieri 2A1 untuk meningkatkan kecekapan penuaian serta penghasilan lipid dan asid dokosaheksaenoik (DHA) menggunakan sirap jagung tinggi fruktosa (HFCS) sebagai sumber karbon alternatif telah dikaji. Kajian awal dimulakan dengan penyaringan tiga kepekatan HFCS yang berbeza (60, 80 dan 100 g/L) untuk penghasilan lipid dan DHA oleh Aurantiochytrium SW1. Kajian dijalankan menggunakan kelalang goncangan 500 mL yang mengandungi 200 mL medium Burja pada suhu 30 °C dan kadar goncangan 200 rpm. Didapati pengkulturan menggunakan 60 g/L HFCS, menggantikan fruktosa tulen menyumbang kepada penghasilan biojisim, lipid dan DHA yang lebih tinggi. Pada kepekatan kandungan HFCS yang sama, pengkulturan dapat menghasilkan 15.54 g/L biojisim, 6.06 g/L lipid dan 3.21 g/L DHA. Ini menunjukkan HFCS sesuai untuk dijadikan sebagai sumber karbon tunggal kos rendah (RM 8.03/liter pengkulturan) bagi penghasilan DHA daripada Aurantiochytrium SW1 dan digunakan dalam kajian selanjutnya. Seterusnya, kesan kadar goncangan terhadap fasa pertumbuhan dan penghasilan lipid/DHA oleh Aurantiochytrium SW1 dijalankan. Kepekatan biojisim tertinggi pada fasa pertumbuhan serta penghasilan lipid/DHA semasa fasa penghasilan kedua-duanya dicapai pada kadar goncangan 200 rpm dengan secara purata mencapai 17.59 g/L, 7.78 g/L dan 4.04 g/L masing-masing. Keputusan yang setara diperoleh apabila pengkulturan diulang pada skala bioreaktor 5 L, di mana kadar goncangan malar pada 600 rpm pada kedua-dua fasa di dalam bioreaktor 5 L dipilih sebagai kadar goncangan optimum dengan menghasilkan 17.32 g/L biojisim, 9.70 g/L lipid dan 6.08 g/L DHA, masing-masing. Kajian diteruskan untuk mengkaji kesan pengkulturan bersama Aurantiochytrium SW1 dan kulat oleaginus Cunninghamella bainieri 2A1 yang berbeza morfologi (pelet berlainan saiz dan miselium homogen) terhadap kecekapan penuaian sel dan penghasilan lipid/DHA Aurantiochytrium SW1. Hasilnya, penuaian sel Aurantiochytrium SW1 lebih berkesan dan mengandungi kandungan asid lemak poli tak tepu (Polyunsaturated Fatty Acid, PUFA) yang tinggi dicapai dengan pengkulturan bersama C. bainieri 2A1 yang berada dalam morfologi miselium homogen. Kecekapan penuaian sel Aurantiochytrium SW1 mencapai sehingga 63% manakala pemerolehan sel baki tertinggal dalam penuaian monokultur mencapai sehingga 95% apabila dikulturkan bersama C. bainieri 2A1 pada kepekatan 1×105 spora/mL. Malah, peningkatan PUFA sebanyak 28% dicapai selepas kajian pengoptimuman dijalankan berbanding kultur sebelum pengoptimuman. Secara keseluruhannya, dapat disimpulkan bahawa HFCS berpotensi digunakan sebagai sumber karbon alternatif yang lebih murah menggantikan sumber karbon tulen dalam medium pengkulturan bagi menghasilkan lipid dan DHA yang lebih kos-efektif; dan kaedah pengkulturan bersama C. bainieri 2A1 dapat meningkatkan penuaian sel mikroalga dan seterusnya meningkatkan produktiviti penghasilan lipid dan DHA oleh Aurantiochytrium SW1.