GR64
ÖLÇEKL ÜRETM
Zeliha Demirel1 , Rütü Tok2 , Il lter3 , Saniye Akyl3 , Ayegül Erdoan4 ,
Mehmet Koç5 , Figen Kaymak Ertekin3 , Meltem Conk Dalay1
1 Ege Üniversitesi, Mühendislik
Hayvanclk Gda Yem th. hr. Paz.
San. Tic Ltd. ti., zmir
3 Ege Üniversitesi, Mühendislik
Test ve Analiz Laboratuvar Uyg. ve
Ara. Merkezi, zmir
Mikroalgler ve siyanobakteriler, binlerce yldr ilaç, gda ve su ürünleri yetitiricilii endüstrisi için yüksek deerli
bileiklerin doal bir kayna olarak kullanlmaktadr ve büyük ölçekli mikroalg yetitirilmesi, yarm yüzyl akn
bir süredir yaplmaktadr. Yakn zamanda yeni mikroalg ve siyanobakteri türleri tanmlanm ve çeitli ürünler için
algal biyokütle yetitiricilii ticari ölçekli sistemlere geçilmitir. lk olarak, steril iede (2L, 5L ve 10L) laboratuvar
koullarnda yetitirilen Arthrospira (Spirulina) platensis ve Phaeodactylum tricornutum kültürlerinin spesifik bü-
yüme hzlar ve klorofil-a analizleri yaplmtr. Ardndan ticari uygulama için büyük ölçekli siyanobakterler ve mik-
roalg biyokütlesi üretimi için açk ve kapal sistemler kuruldu. Alg biyokütlesi üretimi için çevresel koullar altnda
bir açk kartrma tank ve iki farkl tipte kapal-kültür sistemi veya fotobiyoteraktör (polipropilen torbalar ve plexig-
las tüpleri) kullanld. Bununla birlikte, P. tricornutum, düük scakla kar iyi direnç göstermi ve düük k iddeti
koullarnda bile büyüyebilmitir. Açk havuz sistemlerinin performans karlatrldnda, entegre scaklk düzen-
lemesine sahip d mekan sistemlerinin, daha iyi iklim koullarna sahip bölgelerdeki açk havuzlarda yetitirilen kül-
türlere benzer bir biyokütle üretimi elde edildii gösterilmitir. Ülkemizde yetitirilen mikroalg ve siyanobakterilerin
biyokütle verimliliinin arttrmas, ileri teknikle tasarlanan ve düük maliyetli teknolojilerle gelitirilen fotobiyoreak-
tör ile salanabilir.
ABSTRACT
BIOMASS
Microalgae and cyanobacteria have been used a natural source of high-value compounds for pharmaceutical, food
and aquaculture industry for thousands of years, and the large-scale cultivation of microalgae has existed for over
half a century. More recently novel species of microalgae and cyanobacteria have been identified and the cultivation
of algal biomass for various products is transitioning to commercial-scale systems. Firstly, Arthrospira (Spirulina)
platensis and Phaeodactylum tricornutum cultures grown in the sterile bottle (2L, 5L and 10L) in the laboratory con-
ditions were studied by means of specific growth rate and chlorophyll-a analysis. Then, open and closed systems
were installed for large scale production of cyanobacteria and microalgae biomass industry for commercial applica-
tion. For the production of algae biomass, one open stir tank and two different types of closed-cultured systems or
photobioreactors were used (Polypropylene bags and Plexiglas tubes) under environmental conditions. However, P.
tricornutum has a good resistance to low temperature and they can grow even under low light intensity conditions.
Comparing the performance of open pond systems, it was shown that the outdoor systems with integrated temperature
regulation resulted in a biomass production similar to that for cultures grown in outdoor open ponds in regions with
better climatic conditions. Grown in our country increasing microalgae and cyanobacteria biomass productivity of
can be achieved by designing advanced and developing low cost technologies photobioreactors.
Keywords: Arthrospira (Spirulina) platensis, Phaeodactylum tricornutum, Biomass, Photobioreactor
Cite this article as:
Demirel, Z., Tok, R., lter, I., Akyl, S., Erdoan, A., Koç, M., Kaymak Ertekin, F., Conk Dalay, M. (2018). Biyokütle için Mikroalg ve Siyanobakteri’
nin Büyük Ölçekli Üretimi. Aquatic Research, 1(2), 64-76. DOI: 10.3153/AR18008
65
Giri
yaayabilirken az bir ksm ise heterotrofik olarak, doada
çok geni (tatl su ve denizel, karasal) yaam alanlarnda ha-
yatlarn sürdürebilmektedirler. Eskiden mikroalgler özel-
likle akuakültürde kullanlmasna ramen günümüzde pro-
tein, klorofil, karotenoid ve lipidler gibi çeitli yüksek de-
erli molekülleri içerme yetenekleri sayesinde çalmalarda
tercih edilmektedirler. Ticari olarak mikroalgler ve siyano-
bakteriler, gda, yem, farmastötik ve enerji sektöründe sür-
dürülebilir seçeneklerin gelitirmesi nedeniyle yakn gele-
cekte umut vaat eden organizmalar arasnda yer almaktadr.
Arthrospira (Spirulina) platensis çok hücreli, filamentli fo-
tosentetik bir siyanobakteri türüdür. Ticari olarak besin ve
gda takviyesi olarak üretimi yaplmaktadr. Bu özellikleri-
nin yannda Spirulina biyolojik ilevleri bakmndan antivi-
ral, anti-enflamatuar ve antioksidan aktiviteye de sahiptir.
Yaygn ekilde yetitirilmesinin sebebi baz hastalklarn
(artrit, anemi, kardiyovasküler hastalklar, alerjiler, tümörler
ve kanser) tedavisinde gda takviyesi olarak kullanlmasn-
dandr. Spirulina fikosiyanin proteini gibi fonksiyonel bile-
iklere sahip olmasndan dolay gdalarda renklendirici ve
emülgatör olarakta kullanlmaktadr (Madkour ve di.,
2012).
yatom türüdür. Eikosapentanoik asit (EPA)in önemli potan-
siyel kayna olarak düünülen tür, essansiyel ya asitleri ve
karotenoidleri (fukoksantin) insan ve akuakültürde hayvan-
larnn beslenmesinde kullanlmaktadr. Günümüzde Pha-
eodactylum biodizel üretimi içinde önemli adaylar arasnda
yer almaktadr (Benavides ve di., 2013).
Fukoksantin kahverengi yosunlar ve diyatomlarda bulunan
majör (baskn) karotenoiddir. Bu pigment formlar, klorofil
(Chl) a, Chl c ve bir apoprotein ile birlikte çalmaktadr.
I fukoksantin hasat ederek klorofil a/c kompleksi ile bir-
likte fotosentez için fotosentez reaksiyon merkezlerindeki
k enerjisini transfer eder. Bu karotenoidin güçlü antioksi-
dan, anti-inflamatuar, anti-obezite, antidiyabetik, antikanser
ve antihipertansif aktiviteler sergiledii bilinmektedir.
Fukoksantin, kanatl hayvan ve su ürünleri yetitiricilii en-
düstrisinde hayvan yemi içerisine katk maddesi olarak da
ilave edilmektedir (Xia ve di., 2013).
Karotenoidler ve fikobiliproteinlerin hücredeki fonksiyon-
lar ya k hasat pigmetleri ya da k koruyucu ajanlar ola-
rak görev alarak, fototrofik türlerde sentezlenmektedir. Ka-
rotenoidler ve fikobiliproteinler yem ve gdalarda renklen-
dirici olarak kullanlabilinir, ancak en önemli özellikleri
fonksiyonel salk içerikleri nedeniyledir. Fikobiliprotein-
ler, baz karotenoidler ve dier biyolojik olarak aktif mole-
küller mikroalg ya da siyanobakteriler tarafndan sentezle-
nir. Günümüzde β-karoten, astaksantin ve fikosiyanin elde
edilmesi için üretim yöntemlerinin belirlenmesiyle büyük
ölçekli mikroalgal kültürleri yetitirilmektedir (Eriksen,
2016).
sinde en çok açk havuz ve kapal fotobiyoreaktör üretim
sistemleri kullanlmaktadr. Fotobiyoreaktörler, besin mad-
delerinin ilavesiyle büyüme, scaklk, çözünmü CO2 ve pH
gibi ekim parametrelerinin kontrol edildii kapal sistemler-
dir. Tercih edilmesinin sebebi kontaminasyonu engelleyen,
kolay kontrol edilebilen sistem sunmasndandr. Açk havuz
sistemlerinde kontaminasyonlarn snrlandrlmasnn zor
nunla birlikte, fotobioreaktörler yüksek balangç maliye-
tine sahiptirler ve seçilen mikroalg türünün üretimi için özel
fizyolojiye sahip olmas gerekmektedir. Bu nedenle, üretim
tesisinde mikroalg türlerine spesifik sistemlerin gereklilii
önemli bir faktördür (Harun ve di., 2010).
Ülkemizde mikroalg ve siyanobakterlerin üretimleri büyük
çapta özellikle akuakültür, gda takviyesi, gübre, kozmetik
ve gda ürünleri içine katk maddesi olarak ilave edilmesi ile
gerçeklemektedir. Bu kapsamda ülkemizde üretilen büyük
çap üretimleri için türler genellikle havuzlarda veya poet-
lerde üretilmektedir. Bu çalma ile Arthrospira (Spirulina)
platensis ve Phaeodactylum tricornutum için ergonomik,
kolay kontrol edilebilen sistemlerinin kurulmas ile rahat i-
letilebilecek üretim sistemlerin gelitirilmesi hedeflenmek-
tedir. Yaplan bu çalma, Ege Üniversitesi Biyomühendis-
lik Mikroalg Biyoteknoloji Laboratuarn da küçük çapta
üretilen mikroalg (P. tricornutum) ve siyanobakterinin (A.
platensis) büyük çapta üretimi için Egert Doal Ürünler
Üretim Hayvanclk Gda Yem thalat hracat Pazarlama
San. Tic. Ltd. ti. seralar ve üretim imkânlarndan yararla-
nlmtr. P. tricornutum kapal (fotobiyoreaktörler) ve A.
platensis’ in açk (kartrmal tanklar) sistemlerde ticari
üretiminin gerçekletirilmesi için ucuz, dayankl, kolay ku-
rulabilir ve üretim kolayl salayan sistemlerin kurulmas
hedeflenerek, üretim sonras mikroalgal biyokütle miktarla-
rn artrlmas salanmtr.
Materyal ve Metot
Üniversitesi Mikroalg Kültür Koleksiyonundan (Anonymus
2018a) temin edilmitir.
66
Özellikleri
ve 10L’lik sterillenmi ieler kullanlmtr. Zarrouk ve F/2
ortam içerisinde 22 ± 2ºC scaklkta, flüoresans beyaz k
altnda (50 µE m-2s-1) sürekli aydnlatmal ve havalandrmal
(3 L dak-1) olarak 15 gün boyunca üretilmitir (ekil 1).
ekil 1. Stok kültürün 2L, 5L ve 10L’lik havalandrmal ste-
ril ielerdeki kontrollü üretimi
Figure 1. The stock cultures grown in 2L, 5L and 10L sterile bott-
les under control conditions
A. platensis ve P. tricornutum kültürlerin 2L, 5L ve 10L’lik
üretimlerindeki optik younluk deiimleri ve klorofil a
analizleri 15 günlük üretim boyunca yaplarak, spesifik bü-
yüme hz ve ikilenme süreleri klorofil-a miktarndan hesap-
lanmtr.
Optik younluk: Spektrofotometre (Ultrospec1100 pro UV-
Visible Spektrofotometre, Amersham Biosciences) ile A.
platensis için 560 nm (Cisneros ve di., 2004) ve P. tricor-
nutum için 680 nm (Yongmanitchai ve Ward, 1991) kulla-
nlarak kültürlerin optik younluklar belirlenmitir.
A. platensis için klorofil a tayini: 5 mL A. platensis kültürü
GF/C filtreden süzülüp, filtrat üzerine 5 mL metanol eklen-
mitir. Klorofil-a’nn ekstraksiyonu için 70°C’lik su banyo-
sunda 2 dakika bekletilip ardndan ekstrakt, 5000 de-
vir/dak’da 5 dakika santrifüjlenerek hücre artklar uzakla-
trlmtr. Daha sonra üst fazn 665 ve 750 nm’lerdeki ab-
sorbanslar spektrofotometre yardmyla ölçülerek, absor-
bans deerleri aadaki eitlie yerletirilerek A. platensis
için klorofil-a miktarlar Eitlik 1' e göre mg/L cinsinden he-
saplanmtr (Boussiba vd., 2004).
P. tricornutum için klorofil a tayini: 5 mL P. tricornutum
kültürü, 5 dakika boyunca 6000 rpm'de santrifüjlenip ve
hücre pelleti üzerine 1 mL DMSO ilave edilmitir. Hazrla-
nan örnekler, 5 dakika boyunca (HF frekans 20 kHz) soni-
kasyona tâbi tutularak hücre parçalanmas gerçekletirilmi-
tir. Ekstraksiyon için parçalanan örnekler karanlkta 30 da-
kika boyunca 55°C de inkübe edilmitir. 4500 rpm'de sant-
rifüje edildikten sonra spektrofotometrede 665 nm absor-
bans ölçülerek Eitlik 2 'ye göre hesaplanmtr (Seely ve
di., 1972).
cornutum ’un spesifik büyüme hz Eitlik 3’e göre hesap-
lanm (Tomaselli, 1997).
Burada: μ; Spesifik büyüme hz (gün-1), x2; t2 (gün) ann-
daki konsantrasyon x1; t1 (gün) anndaki konsantrasyonudur.
A. platensis büyük çap üretimi için kartrmal tank sistem-
leri hazrlanm ve bu sistem içerisine Zarrouk ortam kim-
yasallarndan sadece iz metaller ilave edilmeden, havuz içe-
risinde tamamen çözündürülen kimyasallar ile kültür ortam
hazrlanmtr (ekil 2). Kullanlan kimyasallar gda snf
(food grade) kalitesinden seçilmitir. Hazrlanan ortam üze-
rine belli oranda inokulum ilave edilmitir (Madkour ve
di., 2012).
olup, üretimler için 750 L’lik tank alan kullanlmtr. A.
platensis bikarbonatça zengin alkali kültür ortamda üremesi
nedeniyle kullanlan malzemeler pH 9-10 a dayankl ürün-
ler arasndan seçilmitir. Havuzlar alttan havalandrmal
olarak tek tarafl yerletirilen pervane yardmyla kartrl-
mtr. Sera içerisinde yl boyunca üretimin devam için ha-
vuzlarn etraf serpantin benzeri boru ile sarlarak, ceket sis-
temi hazrlanm ve sistemin tüm yl kullanlmas salan-
mtr. Tanklarn ss ve kartrma hz kontrol paneli saye-
sinde kontrol edilmitir. Ayrca havann kapal olduu za-
manlarda sentetik k yardmyla havuzlar aydnlatlmtr.
Sistem paralel kartrmal olarak kurulmu ve tahliye mus-
luklar havuzlarn altna yerletirilmitir.
67
tam ilave edilerek kullanlan sistem, C; Aydnlatmal üretim sistemi, D; Sistemin teknik çizim ile gösterimi
Figure 2. The open stir tanks used for the cultivation of Arthrospira platensis, A; Parallel production system, B; The system used by
adding the medium C; Illuminated production system, D; Schematic diagram of the system
P. tricornutum’un büyük çapta üretimindeki kültür ortam-
nn hazrlanmasnda Çili tuzladan alnan ykanm deniz
tuzuna sodyum nitrat, sodyum fosfat ve sodyum silikat ilave
edilerek sentetik F/2 kültür ortam hazrlanmtr (Guillard
ve Ryther, 1962). Ykanm deniz tuzu litreye 20 gram ola-
rak kullanlmtr. Ana besleme tank içerisine tuz ve kim-
yasallar ilave edilip çözündürüldükten sonra, asl poet ve
kartrmal havalandrmal fotobiyoreaktör sistemlerine
Sera içindeki polietilen plastik torbadaki üretim için 75 L’lik
hacimde hazrlanan torbalar V-eklinde aslm ve sabitle-
mek için tahta platform kullanlmtr. Poetler asldktan
sonra delik, yrtk kontrolü yaplm ve ana tank içerisinde
hazrlanan ortam ekil 3 1b de göründüü gibi yukardan
besleme ile poetlere ilave edilmitir. Bu sistemde kullan-
lan polietilen effaf poetler 1 mm kalnlnda Gda Çar-
sndan (zmir) sulama hortumu olarak satn alnmtr. Tahta
platform üzerine ekil 3 1a da görüldüü gibi hava datcs
yerletirilerek, her bir poet için hava hatt yukardan ilave
edilerek kültürlerin karmas ve hava ihtiyac salanmtr.
Sera içine kurulan dier sistem kartrmal havalandrmal
fotobiyoreaktörün yaklak 450 L hacimde hazrlanmtr.
Sistemler demir platform üzerine yerletirmitir. Reaktörle-
rin havalandrma, kartrma ve besleme hz kontrolü plat-
form üzerine yerletirilen pano üzerinden kontrol edilmek-
tedir (ekil 4-2).
68
V asl torbalarda
Figure 3. The prepared systems for the cultivation of Phaeodactylum tricornutum, 1; P. tricornutum cultivation in vertical hanging
plastic bags of 75 L
ekil 4. Phaeodactylum tricornutum’un yetitirilmesi için kullanlan sistemler. (2) Suun dikey kolon ve kartrmal fo-
tobioreaktörde üretimi
Figure 4. The systems used for cultivation of Phaeodactylum tricornutum, 2; The species cultivation in vertical column and stirred
photobioreactor
69
A. platensis ve P. tricornutum üretimi kesikli ve yar kesikli
üretim sistemlerinde yaklak 15-20 günlük kültürlerin optik
younluklarna ve hücre saylar belirlendikten sonra isteni-
len younlua erien kültürlerin hasat ilemi gerçekletiril-
mitir.
nn verdii besleme hz sabit tutularak her tank bana yak-
lak 1 saat eleme ilemi gerçekletirilmitir. Eleme sonunda
elde edilen sulu biyokütle filtre üzerinden toplanp preslen-
dikten sonra slak (paste) olarak tartlp dondurucuda
(-20ºC) kullanlana kadar saklanmtr.
tör (GEA Westafalin GmbH) kullanlmtr. Poet üretimin-
deki hasat ilemi için havalandrma kapatlp hücreler doal
sedimentasyona brakldktan sonra peristantik pompa yar-
dmyla sistemden uzaklatrlarak, çanakl santrifüj yard-
myla slak (paste) biyokütle elde edilmitir. Ayn ilem fo-
tobiyoreaktör içinde tekrarlanmtr. Kartrma ve havalan-
drma durdurulduktan sonra çökmeye braklan kültür tah-
liye musluundan toplanp, çanakl santrifüj yardmyla bi-
yokütle elde edilmitir.
Bulgular ve Tartma
yanobakterin üretimleri gerçekletirilmektedir. Örnein,
desi olarak kullanlmaktadr.
ilk kez üniversite sanayi ibirlii ile 1999 ylnda Ege Üni-
versitesi ile Egert Doal Ürünler Üretim Hayvanclk Gda
Yem th. hr. Paz. San. Tic Ltd. ti. arasnda “Ürün Ticari-
letirme Anlamas” yla hayata geçirilmitir. Gda takviyesi
ve akuakültürde akvaryum balklar için yem üretimi ger-
çekletiren Egert Doal Ürünler Üretim Hayvanclk Gda
Yem th. hr. Paz. San. Tic Ltd. ti. (Anonymus 2018b), z-
mir de kurulmutur. Arthrospira (Spirulina) platensis üreti-
mini Manisa ilinin Turgutlu ilçesindeki tesislerde kanall ha-
vuzlarda gerçekletiren irket Spirulina ad altndaki ürünü
gda takviyesi amacyla ticari pazara kazandrmtr.
Günümüzde TC Gda Tarm ve Hayvanclk Bakanl’nn
kayt altna ald Su Ürünleri Yetitiricilik Tesisleri olarak
3 adet Adana ve 1 adet Manisa ilinde olmak üzere toplamda
4 adet Spirulina (su yosunu) yetitirici irketin bulunduu
09.02.2018 tarihli raporda bildirilmektedir (Anonymus
2018c).
lak 3 senedir sürdürülen çalmalarnn ardndan laboratu-
var ortamnda üreten Spirulina cinsi yosun, yapay ortamda
üretilip yourt, peynir ve ayran üretilmesi için çalmalar
sürdürmekteler ve 2015 ylnda "yosunlu ayran" üretmiler-
dir (Anonymus 2018d; 2018e).
2018f) tarafndan ticari olarak Chlorella spp. li ürünü Ter-
raDoc Gübreyi sata sunmutur. Ayn ekilde GPA Mü-
hendislik, Isparta (Anonymus 2018g) da yosunlu gübre ve
mikroalg tür (Chlorella vulgaris, Botryococcus braunii,
Scenedesmus obliquus ve Spirulina sp.) satn gerçekle-
tirmektedir. Algome (omega-3 ya asitleri içeren, kuru
mikroalg biyokütlesi-Schizochytrium sp.) ürününü, Aydn
ilindeki (Anonymus 2018h) MarinBio irketinde üretimini
gerçekletirmektedir. Adana da 2005 ylnda AB destekli,
TÜBTAK, ÜSAM, KUR ve Ç.Ü. Su Ürünleri Fakültesi
ibirlii ile istihdam salamak amaçl açlan, Spirulina
(mavi-yeil alg) üretim ve pazarlama eitim kursunu ger-
çekletirilmi. 2006 ylnda Akuatik Su Ürünleri ve Kozme-
tik Ltd. ti. (Anonymus 2018) en geni ürün portföyü ile
mikroalg türlerini besin takviyesi (ALGAMAX) ve kozme-
tik ürün (ALGEE) formlarnda üretimini gerçekletirerek,
ticaretini yapmaktadr.
len biyokütlenin enerji sektöründe biyodizel, biyoetanol ola-
rak kullanlmasn aratrma ve gelitirmesini inceleyen ir-
ketler arasnda ise Egebiyoteknoloji A. (Anonymus
2018i); Mikroalg Gda Tarm Sanayi Anonim irketi
(Anonymus 2018f)yer almaktadr.
platensis ve Phaeodactylum tricornutum hem laboratuar ko-
ullarnda küçük çapta hem de sera da tasarlanan özel üretim
sistemleri içerisinde büyük çapta üretimlerinin gerçekleti-
rilmesi ile mikroalgal biyokütle eldesi salanmtr.
70
ekil
büyüme grafikleri
P. tricornutum
71
5L ve 10L’lik sterillenmi ielerde, Zarrouk ve F/2 ortam
içerisinde 22 ± 2C scaklkta, flüoresans k altnda (50 µE
m-2s-1) sürekli aydnlatmal ve havalandrmal (3 L dak-1)
olarak 15 gün boyunca üretimi sonucunda hücresel art hem
optik younluktaki hem de klorofil a miktarlarnn deiim-
ler ekil 5 de verilmektedir. Elde edilen sonuçlardan klorofil
a miktar kullanlarak spesifik büyüme hz ve ikilenme sü-
releri hesaplanmtr (Tablo1).
hr. Paz. San. Tic Ltd. ti.’nin Ege Üniversitesi Teknopark
içerisinde yer alan serasna kurulmu ve irket uzmanlnda
gerçekletirilmitir. Tasarlanan sistemlerin ilk amac biyo-
kütle eldesi olduu için türler için en uygun üretim sistem-
leri dizayn edilmeye çallmtr. Bu çalmada yaplmak
istenen dier birçok çalmada olduu gibi laboratuvar ve
d mekan yetitiricilii arasndaki tutarszlklarn ortaya
çkmas ve laboratuvar teknolojileri kullanlarak elde edilen
sonuçlarn, saha çalmalarnda gözlemlenen kazançlarla
paralellik göstermemesindendir (Schoepp ve di., 2014). Bu
sebepler göz önüne alndnda, mikroalgleri ile siyanobak-
terilerin aratrma ölçekli d mekân üretimlerindeki amaç
düük bakm gerektiren sistemler ile süreç gelitirilmesidir.
gücü ve sistem maliyetlerini düürmek için ucuz ve daya-
nkl materyallerin kullanlmas tercih edilmitir. Ülke-
mizde mikroalglerin türe özgü üretimlerinin büyük çapta
gerçekletirilmesi için optimum proseslerin gelitirmesi, ku-
rulacak sistemlerin kullanlabilirliklerinin aratrmas, tür-
leri kontaminasyondan uzak tutarak, düük maliyetli yeti-
tirilmeleri için uygun üretimlerin yaplmas hedeflenmitir.
Mikroalg yetitirme sistemlerinin endüstriyel uygulama-
snda kültürler s büyük havuzlar (raceway), tanklar, yu-
varlak havuzlar ve kanall havuzlarda yetitirilirken, FAO
verilerine göre Spirulina platensis'in ticari ekimi açk ha-
vada ve açk sistemlerde yaplmaldr. Siyanobakterinin al-
kali (bazik pH=9,5 ve 9,8) çevrede yetimesi nedeniyle di-
er mikroalg kültürleri ile karlatrldnda, dsal konta-
minasyonun engellemesi ile çevresel uygulamalarda rahat-
lkla tercih edilmektedir (Papadaki ve di., 2017). Spirulina
yetitirilmesi ve biyokütle üretimi besin maddelerinin kulla-
nm, scaklk ve k gibi faktörlere baldr (Madkour ve
di., 2012). Güler ve Gülmez tarafndan 2008 ylnda Spiru-
lina, üretiminde en önemli snrlayc parametrenin k dö-
neminde scaklk, yaz döneminde ise k olduu bilinirken
üretimleri için bikarbonat miktar yüksek olan alkali sularn
tercih edilmesi gerektiini bildirmilerdir (Güler ve Gül-
mez, 2008; Kumar ve di., 2011).
Bu bilgiler ve Egert Egert Doal Ürünler Üretim Hayvanc-
lk Gda Yem th. hr. Paz. San. Tic Ltd. ti.’nin bilgi biri-
kiminden yararlanlarak tank sistemlerinin k aylarnda da
kullanlmas amacyla tanklarn etrafna borulu ceket sis-
temi yaplmtr. Bu sarlan borular içerisinden scak su ge-
çirilmesiyle tanklarn k aylarnda ortalama snn 22±2ºC
de sabit tutulmas salanarak, üretimler gerçekletirilmitir.
Tank pervanesi ilk olarak iki yönlü tekli pervaneli ve aa-
dan kartrmal yaplm, havalandrma ise yukardan veril-
diinde hava kabarcklarn tank içerisinde uzun süre kalma-
dan hzlca uzaklat tespit edilmitir. Pervane bütün kül-
türü kartrmas için hzlandrldnda havuzun ortasnda
girdap olumu ve A. platensis’in çoklu hücre filamentlerin
de parçalanmalar meydana gelmitir. Fragmente olan hücre-
ler optik younluun artmas salarken, biyokütle miktarn
düürmütür. Kartrma hznn arttrlmasnda hücrelerin
zarar görmeye balad ve spirallerin ksa olarak çoald
mikroskobik gözlemler ile belirlenmitir (ekil 7.1). O ne-
denle akn düzenli ve 100-150 rpm hzn geçmeyecek e-
kilde, kartrmann tek yönlü olarak yaplmasna karar ve-
rilmitir. Tek tarafl ve aradan havalandrmalarda (ekil
6.B) ekil 6.D de göründüü gibi hücre ve besin artklar
pervane ortasnda birikmesine ve pervane altnda ölü bölge
oluturmasn gerçekletirmesi nedeniyle havalandrmada
Dier bir problem ise, tank kenardan stmal olduu için k-
n kenarlardaki hücresel birikimin engellenmesi için per-
vane kenarna silikondan erit ilave edilerek tank kenarn-
daki birimlerin engellenmesi salanmtr (ekil 2.B). Üre-
timde pervanenin ikili olarak tek yönden kullanmna karar
verilmesi ile tank içerisindeki vorteks oluumu engellenmi-
tir.
72
Tablo1. A. platensis ve P. tricornutum spesifik büyüme hz ve ikilenme süreleri
Table 1. Specific growth rate and doubling time of A. platensis ve P. triconutum
Hacim (L) S. platensis
Spesifik Büyüme Hz (gün-1)
10 0,1775±0.005 3,905 0,1756±0,004 3,947 ±Standart sapma
ekil 6. Kartrmal tank sisteminin kurulumu A. ki yönlü tekli pervane ve yukardan havalandrma, B. Tek yönlü ikili
pervane ortadan havalandrmal, C. Tankn boaltlmas, D. Havalandrmasz tankta üretim sonras kalan kalnt-
larn birikimi
Figure 6. Construction of the open stir tank system A. Bidirectional propeller and aeration from above, B. Unidirectional propeller
aeration of middle, C. Discharging the tank, D. Accumulation of remaining residues in non-aired the tank
A
73
nün sonunda elenerek hasat edilmi ve her 3 ayn sonunda
havuzlar kesikli üretim ile tamamen elenerek boaltlp, te-
mizlenip yeni üretimler için sistem hazrlanmtr.
Spirulina tanklarn üretimi ve satn yapan zmir ilinde 2
irket (Polida Polietilen Mam. Kim. San. Tic. Ltd. ti.
(Anonymus 2018j) ve Fibrolpol Cam Takviyeli Plastik th.
hr. San ve Tic. Ltd. ti. (Anonymus 2018k)) bulunmakta-
dr.
ve a dikkat edilmelidir. Phaeodactylum gibi baz türlerin
biyokütle üretiminde kapal fotobiyoreaktörlerin kullanl-
mas zorunludur, çünkü 20-25 °C civarnda büyüme scakl-
nn sürekli kontrol altnda tutulmas gerekmektedir. Açk
havuzlarda, özellikle yaz aylarnda, bu scaklk araln ko-
rumak genellikle zordur (Benavides ve di., 2013). O ne-
denle P. tricornutum üretimi ilk olarak 75 L’ lik V eklinde
asl polietilen effaf poetlerde hava kaldrmal olarak yar
kesikli üretim yönteminde, Eylül- Mays aylar arasnda üre-
timler gerçekletirilmitir. Soutma maliyeti artraca için
sistemlerin soutulmas denenmemitir.
L) içerisinde deniz tuzuna hazrlanan ortam kullanlmas ne-
deniyle tüm malzemelerin korozyona dayankl ürünlerden
olmasna dikkat edilmitir. Fotobiyoreaktörlerin ana göv-
desi k geçiriminin salanmas için pleksiglas effaf mal-
zemeden yaplmtr. Kartrma ünitesi, sistem içerisinde
oluacak olan vorteksi engellemek ve verilen havann foto-
biyoreaktör içerisinde daha uzun süre kalmasn salamak
için tasarlanmtr. Hava difüzür ile verildii için içeriye eit
olarak dalmas salanmtr. Difüzür hem havalandrma
hem de hücresel çökmelerin dipte birikmesini engellemek-
tedir. Diatom hücreleri gelitikçe çökme eiliminden olmas
nedeniyle sistemin alt konik eklinde hazrlanmtr. Bu ya-
pnn içerisine difüzür yerletirilirken d kenarlarna plek-
siglas gövde yerletirilmitir (ekil 8).
Yaplan sistemler türlere özel, kontanimasyonu engelleyici
ve maksimum biyokütle eldesi düünülerek tasarlanmtr.
Ülkemizde mikroalgler için farkl biyoreaktör ve fermantör-
ler üretilerek, satlmaktadr. Örnein, Pikolab Mühendislik
Biyoteknolojik Ürünler ve Lab. Hiz. San. Tic. Ltd. ti.
tarafndan BioSIS (Anonymus 2018l) marka bioreaktörler
ve Nanosis Laboratuvar ve Test Sistemleri San. ve Tic. Ltd.
ti. (Anonymus 2018m) mikroalg üretim tesisi kurulumu ve
sat yapmaktadr.
ler gün geçerken artarken, alglerin biyokütle üretimi için ko-
lay kontrol edilebilen, verimli, kontaminasyondan uzak ve
düük maliyetli teknolojilerle üretilen sistemlerin kurulum-
larn gerçekletirilmesi ile d ülkelere bamllk azaltlarak
ülke ekonomisine katl salanacaktr. Bu kapsamda yaplan
çalma ile türlere özel büyük çap üretimler için uygun sis-
temler gelitirilmeye çallmtr. Elde edilen biyokütlele-
rin gda, kozmetik, gübre, hayvan ve akuakültür yemi olarak
kullanlmas ile sentetik ürünlere kyasla doal ve salkl
ürünlerin kullanlmas salanacaktr.
Doal Renk Maddesi Fikosiyanin ve Fukoksantinin Ekst-
raksiyonu, Saflatrlmas, Enkapsülasyonu ve Gda Madde-
leri çinde Stabilitesinin Test Edilmesi" isimli Uluslararas
(ES1408 numaral ve "European network for algal-biopro-
ducts (EUALGAE)" balkl COST aksiyonu) TÜBTAK
projesine maddi destei nedeniyle teekkür ederiz. Emre
Taylan DUMAN’a teknik çizimler için verdii destekten
dolay teekkür ederiz. Egert Doal Ürünler Üretim Hay-
vanclk Gda Yem th. hr. Paz. San. Tic Ltd. ti. verdii
teknik destek ve sabrl yaklamndan dolay proje çalan-
lar olarak teekkür ederiz.
(1) fragmentasyonu sonucu ksa fi-
lamentler ve (2) fragmente olmayan
hücrelerin görüntüsü 40X ve 60X
Figure 7. Cells of Arthrospira platensis (1) Frag-
mentation of filamentous and (2) Not
fragmentation of filamentous
74
ekil 8. Kartrmal ve havalandrmal fotobiyoreaktör 1: Kartrma mili, 2: Pleksiglas effaf ana gövdeyi tutan kelepçe,
3:Spiral düzenlenmi kartrma çark, 4:Kelepçe ayaklar, 5: Kartrmada ortamnn kartrlmasnda kullanlan
eimli dairesel yaplar, 6: Kartrma milinin difüzür balants, 7: Difüzür, 8: Ana gövdenin sabitlendii kelepçe,
9: Çelik alt taban, 10: Hava girii ve tahliye musluu, 11: Hava hatt, 12: Dearj musluu, 13: Besleme Hatt, 14:
Kartrma çark, 15: Gaz çk, 16: Çarklar paralel balayan kay, 17: Kartrma motoru
Figure 8. The stirred and aerated photobioreactor 1: Mixing shaft, 2: Holding clamp of the Plexiglass transparent main body, 3: Spiral
regulated mixing ring, 4: Clamp feet, 5: Curved circular structures used to mix the mixing medium, 6: Diffusive connection
of the mixing shaft, 7: Diffuser 9: Steel bottom plate, 10: Air inlet and drain tap, 11: Air duct, 12: Discharge tap, 13: Fee-
ding line, 14: Mixing ring, 15: Gas outlet, 16: parallel connecting belt, 17: Mixing motor
Aquatic Research 1(2), 64-76 (2018) • DOI: 10.3153/AR18008 Original Article/Full Paper
75
Kaynaklar
leksiyonu (2015). http://www.egemacc.com/cultu-
res.php (accessed 10.01.2018)
lk Gda Yem th. hr. Paz. San. Tic Ltd. ti.
http://www.egert.com.tr/icerik/hakkimizda.aspx (ac-
cessed 5.01.2018)
kanl, Su Ürünleri Yetitiricilik Tesisleri (2018).
https://www.ta-
cili%C4%9Fi/Su-%C3%9Cr%C3%BCnleri-Tesisleri-
09022018.pdf (accessed 21.02.2018)
cek. http://www.hurriyet.com.tr/astronot-yiyecegin-
http://www.haber7.com/yalova/1622866-universitede-
irketi. http://mikroalg.com/portfoy/urunler/terradoc/
(accessed 4.01.2018)
dislik.com/home-page/satis/ (accessed 4.01.2018)
San. Tic. Ltd. ti. http://www.marinbio.com.tr/urun-
ler/aquaculture (accessed 4.01.2018)
Ltd. ti. https://www.akuatik.com.tr/urunlerimiz (ac-
http://www.egebiyoteknoloji.com/icerik.php?Say-
Ltd. ti. http://polidas.com.tr/icerik/ozel-tasarim-ve-
imalat/8 (accessed 4.01.2018)
pol.com/urun/alg-uretim-tanklari/ (accessed
Ürünler ve Lab. Hiz. San. Tic. Ltd. ti. http://www.pi-
kolab.com/index.php?route=product/product&pro-
sis.com.tr/haber/21/mikro-alg-uretim-tesisi.htm (ac-
cessed 4.01.2018)
(2013). Productivity and biochemical composition of
Phaeodactylum tricornutum (Bacillariophyceae) cultu-
Boussiba, S., Vonshak, A., Torzillo, G. (2004). Applied co-
urse on production and monitoring of microalgal
growth, EbiltemYaynlar, zmir, 82.
tegy for the release and primary recovery of c-phycoc-
yanin produced by Spirulina maxima. Chem Biochem
Eng Q, 18(4), 385-90.
Microalgal Pigments, β-carotene, Astaxanthin, and
Phycocyanin Used in Feed, in Foods, and in Health
Applications. Journal of Nutrition and Food Scien-
ces, 6(3), 1-6.
tonic diatoms: I. Cyclotella Nana Hustedt, and Deto-
nula Confervacea (CLEVE) Gran. Canadian Journal
of Microbiology, 8(2), 229-239.
Alanlar Üzerine Bir Aratrma, Erzincan Üniversitesi
AquaClub Su Ürünleri Aratrma ve Gelitirme Bilim
Kulübü Kemaliye, 5.Geleneksel Su Ürünleri Bilimsel
ve Kültürel Platformu (Ulusal) 31 Mays-1 Haziran
2008, Erzincan, Kemaliye.
76
Bioprocess engineering of microalgae to produce a va-
riety of consumer products. Renewable and Sustai-
nable Energy Reviews, 14(3), 1037-1047.
Kumar, M., Kulshreshtha, J., Singh, G.P. (2011). Growth
and biopigment accumulation of cyanobacterium Spi-
rulina platensis at different light intensities and tempe-
rature. Brazilian Journal of Microbiology, 42(3), 1128-
1135.
tion and nutritive value of Spirulina platensis in redu-
ced cost media. The Egyptian Journal of Aquatic Rese-
arch, 38(1), 51-57.
(2017). Environmental impact of phycocyanin reco-
very from Spirulina platensis cyanobacterium. Innova-
tive Food Science & Emerging Technologies. 44,217-
223.
dola, D., Mayfield, S.P., & Burkart, M.D. (2014). Sys-
tem and method for research-scale outdoor production
of microalgae and cyanobacteria. Bioresource Techno-
logy, 166, 273-281.
algae with dimethyl sulfoxide. Marine Biology, 12(2),
184-188.
pira (Spirulina) platensis. Spirulina platensis (Arthros-
pira), Spirulina platensis (Arthrospira): physiology,
cell-biology and biotechnology, 1-16.
Xia, S., Wang, K., Wan, L., Li, A., Hu, Q., Zhang, C. (2013).
Production, characterization, and antioxidant activity
of fucoxanthin from the marine diatom Odontella au-
rita. Marine Drugs, 11(7), 2667-2681.
Yongmanitchai, W., Ward, O.P. (1991). Growth of and
omega-3 fatty acid production by Phaeodactylum tri-
cornutum under different culture conditions. Applied
and Environmental Microbiology, 57(2), 419-425.