Biokatalysatoren, zoals enzymen of hele cellen, kunnen via verschillende mechanismen de groei van microalgen aanzienlijk stimuleren. Hier zijn enkele manieren waarop een biokatalysator de groei van microalgen kan verbeteren:

Gebruik van voedingsstoffen:Microalgen hebben voor hun groei specifieke voedingsstoffen nodig, waaronder koolstof, stikstof en fosfor. Biokatalysatoren kunnen de biologische beschikbaarheid van voedingsstoffen verbeteren door complex organisch materiaal af te breken, waardoor essentiële voedingsstoffen in het kweekmedium vrijkomen. Enzymen zoals cellulasen, lipasen en proteasen kunnen organische substraten efficiënt afbreken, waardoor ze toegankelijk worden voor microalgen.

Kooldioxidefixatie:Microalgen gebruiken koolstofdioxide als koolstofbron voor fotosynthese. Biokatalysatoren, zoals koolzuuranhydrasen, kunnen de fixatie van kooldioxide verbeteren door opgelost kooldioxide om te zetten in bicarbonaat, dat gemakkelijker door microalgen wordt opgenomen. Deze grotere beschikbaarheid van koolstof bevordert een snellere groei en productie van biomassa.

Lichtgebruik:Licht is cruciaal voor fotosynthese en de groei van microalgen. Biokatalysatoren kunnen het lichtgebruik verbeteren door de foto-inhibitie te verminderen en de lichtabsorptie te optimaliseren. Enzymen zoals superoxide-dismutase en catalase kunnen oxidatieve stress verminderen die wordt veroorzaakt door overmatig licht, waardoor de fotosynthesemachinerie wordt beschermd en de conversie van lichtenergie wordt verbeterd.

Stresstolerantie:De groei van microalgen kan nadelig worden beïnvloed door verschillende omgevingsfactoren, zoals een hoog zoutgehalte, temperatuurschommelingen en giftige verbindingen. Biokatalysatoren kunnen stresstolerantie bieden door schadelijke stoffen te ontgiften, beschadigde cellulaire componenten te repareren en de productie van stressbeschermende moleculen te verbeteren.

Recycling van voedingsstoffen:De teelt van microalgen genereert vaak afvalproducten, waaronder organisch materiaal en voedingsstoffen. Biokatalysatoren kunnen de recycling van voedingsstoffen vergemakkelijken door afvalproducten af ​​te breken en om te zetten in herbruikbare vormen. Dit vermindert de behoefte aan externe voedingsstoffen en bevordert de duurzame productie van microalgen.

Metabolietenproductie:Sommige biokatalysatoren kunnen waardevolle metabolieten produceren die de groei van microalgen stimuleren. Bepaalde bacteriën of giststammen kunnen bijvoorbeeld fytohormonen, vitamines of andere groeibevorderende stoffen produceren die gunstig kunnen zijn voor microalgen.

Door gebruik te maken van biokatalysatoren kunnen kweeksystemen voor microalgen hogere groeisnelheden, een verhoogde biomassaproductie en een verbeterde efficiëntie van het nutriëntengebruik bereiken. Deze voordelen dragen bij aan de algehele productiviteit en kosteneffectiviteit van op microalgen gebaseerde industrieën, zoals de productie van biobrandstoffen, nutraceuticals en aquacultuur.