Ushbu tadqiqot universitet oshxonasidan chiqadigan, oziqa moddalarga boy oqova suvni faqat tozalash talab etiladigan suyuq chiqindi sifatida emas, balki Spirulina yetishtirishda foydalanish mumkin boʻlgan resurs sifatida baholash mumkinmi, degan savolni oʻrganadi. Tadqiqotchilar oshxona oqova suvining turli suyultirish nisbatlari va turli yorugʻlik intensivliklarini sinab, optimal yetishtirish sharoitlarini aniqlagan, soʻng tanlangan sharoitlarni 2 L laboratoriya fotobioreaktorlarida sintetik BG-11 oziqa muhiti bilan taqqoslagan.

Eng qulay sharoit %75 oshxona oqova suvi va 180 µmol foton m⁻² s⁻¹ yorugʻlik intensivligi deb aniqlangan. Ushbu sharoitda biomassa mahsuldorligi 0,071 g L⁻¹ kun⁻¹ boʻlgan, BG-11 nazoratida esa 0,023 g L⁻¹ kun⁻¹ oʻlchangan. Asosiy tajribaning 20-kunida quruq biomassa konsentratsiyasi oshxona oqova suvi muhitida 1,47 ± 0,01 g/L, nazorat guruhida esa 0,52 ± 0,01 g/L boʻlgan.

Oqova suv muhitida nitratni olib tashlash %92,12 ± 2,32, fosfatni olib tashlash %90,05 ± 2,15 va kimyoviy kislorod talabi (COD) ni olib tashlash %83,00 ± 1,25 deb qayd etilgan. Shu bilan birga, oqova suvda yetishtirilgan biomassada 21,81 ± 1,15 mg g⁻¹ quruq vazn karotenoid olingan; BG-11 nazoratida bu qiymat 6,85 ± 0,45 mg g⁻¹ boʻlgan.

Natijalar oshxona oqova suvini bir jarayon ichida ham oziqa moddalardan tozalash, ham pigment, oqsil va lipid saqlovchi biomassa ishlab chiqarish uchun ishlatish mumkinligini koʻrsatadi. Biroq tajriba 2 L miqyosda, sterilizatsiya qilingan oqova suv bilan oʻtkazilgan. Pilot yoki toʻliq miqyosli obyekt tasdigʻi bajarilmagan; olingan biomassaning oziq-ovqat, yem yoki nutrasevtik maqsadlarda xavfsiz ishlatilishini koʻrsatadigan ogʻir metall, patogen va boshqa kontaminant xavfsizlik baholashlari tugallanmagan.

Nega oshxona oqova suvi resurs sifatida baholandi?

Oshxona va institutsional taom tayyorlash oqova suvlari organik modda, yogʻ, azot va fosforni oʻz ichiga olishi mumkin. Tadqiqotning asosiy gʻoyasi bu komponentlarni faqat ekologik yuk sifatida koʻrish oʻrniga, mikroalga yoki sianobakteriya yetishtirish uchun oziqa manbaiga aylantirishdir.

Tadqiqotda ishlatilgan oqova suv University of Moratuwa ning ovqatlanish obyektidan olingan. Namunalar steril polietilen idishlarda yigʻilgan, muz ustida tashilgan va 24 soat ichida ishlov berilgan. Muallaq qattiq moddalar 1,2 µm gʻovak oʻlchamiga ega shisha mikrofiber filtrlar bilan chiqarib tashlangan.

Manbada tavsiflangan oshxona oqova suvida COD qiymatlari 420–480 mg/L, nitrat 8–12 mg/L va fosfat 5–7 mg/L oraligʻida boʻlgani qayd etilgan. Tajriba uchun tanlangan %75 nisbatda suyultirilgan oqova suvning boshlangʻich COD qiymati esa 342,4 mg/L deb berilgan.

Nega Spirulina ishlatildi?

Tadqiqot Spirulina deb ataladigan fotosintetik biomassaning oqova suvdagi azot va fosfor kabi oziqa moddalardan hujayraviy oʻsish uchun foydalana olishiga asoslanadi. Shu tariqa bir tomondan oziqa moddalar olib tashlanadi, ikkinchi tomondan oqsil, lipid va pigment saqlovchi biomassa hosil boʻladi.

Manba terminologiyasida muhim tafsilot bor: sarlavha va ayrim boʻlimlarda Spirulina platensis iborasi ishlatilgan boʻlsa, material-usul va ayrim natija jadvallarida organizm Spirulina sp. deb atalgan. Sof kultura Progreen Laboratory, University of Moratuwa dan olingani koʻrsatilgan, ammo manbada batafsil molekulyar tur/shtamm tasdigʻi berilmagan. Shu sabab Verianla manbada ishlatilgan nomlashlarni oʻzgartirmasdan saqlaydi.

Avval qaysi suyultirish nisbatlari sinovdan oʻtkazildi?

Tadqiqotchilar oshxona oqova suvini hajm boʻyicha %25, %50, %75 va %100 nisbatlarda sinagan. Har bir sharoit uchun 500 mL Erlenmeyer kolbalarida 400 mL ish hajmi ishlatilgan, BG-11 sintetik muhiti nazorat sifatida baholangan.

Skrining bosqichida kulturalar 32 °C da, 12 soat yorugʻlik va 12 soat qorongʻilik siklida, uzluksiz aeratsiya ostida va 100 µmol foton m⁻² s⁻¹ yorugʻlik intensivligida yetishtirilgan. Oʻsish har 48 soatda optik zichlik va quruq vazn orqali kuzatilgan.

%75 oqova suv sharoiti eng barqaror oʻsishni koʻrsatgan va 19-kunida OD₆₀₀ qiymati 1,09 ga yetgan. Quruq biomassa 0,92 g/L deb oʻlchangan va BG-11 nazoratidagi 0,71 g/L qiymatdan statistik jihatdan sezilarli darajada yuqori boʻlgan.

%100 oqova suv boshida kuchli oʻsishni koʻrsatgan, ammo taxminan 14-kundan keyin samaradorlik pasaygan. Tadqiqotchilar buni yuqori oziqa va organik yuk hamda ehtimoliy ammiak toksikligi bilan bogʻlaydi. %25 va %50 sharoitlarida esa maksimal quruq biomassa mos ravishda taxminan 0,46 va 0,64 g/L darajasida qolgan.

Yorugʻlik intensivligi qanday optimallashtirildi?

Ikkinchi skrining bosqichida 60, 120, 180 va 240 µmol foton m⁻² s⁻¹ yorugʻlik intensivliklari taqqoslangan. 180 µmol m⁻² s⁻¹ sharoiti 16-kunida taxminan 1,05 g/L biomassa bilan eng yuqori natijani bergan.

180 va 240 µmol m⁻² s⁻¹ sharoitlaridagi OD₆₀₀ qiymatlari oʻrtasida statistik jihatdan sezilarli farq topilmagan (p > 0,05). Tadqiqotchilar yuqoriroq yorugʻlik qoʻshimcha oʻsish afzalligi bermagani sabab energiya sarfini ham hisobga olib, asosiy tajriba uchun 180 µmol m⁻² s⁻¹ qiymatini tanlagan.

Asosiy tajriba qanday bajarildi?

Asosiy yetishtirish tajribasi 2 L laboratoriya shisha idishlarida, 1,5 L ish hajmi bilan oʻtkazilgan. Fotobioreaktorlarda %75 oshxona oqova suvi ishlatilgan va yorugʻlik intensivligi 180 µmol foton m⁻² s⁻¹ qilib sozlangan. Yoritish 12 soat yorugʻlik/12 soat qorongʻilik siklida boʻlgan.

Reaktor qopqoqlarida aeratsiya va bosimni muvozanatlashtirish portlari boʻlgan; havo kirish joylarida 0,45 µm PTFE membrana filtrlari ishlatilgan. Tajribada taqqoslash muhiti sintetik BG-11 oziqa muhiti boʻlgan.

Oqova suv va BG-11 muhitlarining tajribadan oldin 121 °C da 20 daqiqa avtoklavlangan boʻlishi muhim metodologik tafsilotdir. Shu sabab tadqiqot sterilizatsiya qilinmagan haqiqiy oshxona oqova suvining ochiq muhit yoki dala sharoitlaridagi ishlashini bevosita koʻrsatmaydi.

Fotobioreaktorda biomassa qanchaga oshdi?

Asosiy tajribada oqova suv guruhining OD₆₀₀ qiymati boshlangʻich 0,05 ± 0,00 darajadan 18-kunida 1,88 ± 0,01 darajaga koʻtarilgan. Quruq biomassa shu davrda 18-kunida 1,48 ± 0,01 g/L bilan eng yuqori qiymatga yetgan va 20-kunida 1,47 ± 0,01 g/L deb oʻlchangan.

BG-11 guruhida quruq biomassa 20-kunida atigi 0,52 ± 0,01 g/L ga yetgan. Oqova suv muhitida biomassa mahsuldorligi 0,071 ± 0,003 g L⁻¹ kun⁻¹, BG-11 guruhida esa 0,023 ± 0,002 g L⁻¹ kun⁻¹ deb hisoblangan.

Oqova suvdagi oziqa moddalar qay darajada olib tashlandi?

20 kunlik yetishtirish oxirida oshxona oqova suvida nitratni olib tashlash %92,12 ± 2,32, fosfatni olib tashlash %90,05 ± 2,15 va COD ni olib tashlash %83,00 ± 1,25 deb qayd etilgan.

COD konsentratsiyasi 342,4 ± 5,2 mg/L dan 58,2 ± 3,5 mg/L gacha tushgan. Tadqiqotchilar organik uglerod isteʼmolini Spirulina ning miksotrofik oʻsish qobiliyati bilan bogʻlaydi. Miksotrofiya fotosintez bilan birga muhitdagi organik uglerod manbalaridan ham metabolizmda foydalanish mumkinligini anglatadi.

Bu yerda manba ichidagi bayon nomuvofiqligi mavjud. Muhokama boʻlimida fosfatni olib tashlash nitratdan “biroz yuqori” ekani aytilganiga qaramay, eksperimental Table 3 qiymatlari buning aksini koʻrsatadi: nitrat %92,12, fosfat %90,05. Verianla miqdoriy natija sifatida Table 3 qiymatlarini asos qiladi va matndagi zid iborani tuzatmasdan alohida qayd etadi.

Karotenoid ishlab chiqarishda nima yuz berdi?

Oshxona oqova suvida yetishtirilgan biomassaning umumiy karotenoid hosildorligi 21,81 ± 1,15 mg g⁻¹ quruq vazn deb oʻlchangan. BG-11 nazoratidagi qiymat 6,85 ± 0,45 mg g⁻¹ va ikki guruh oʻrtasidagi farq statistik jihatdan sezilarli.

Karotenoid ekstraksiyasida 100 mg quruq biomassa 10 mL %95 etanol bilan gomogenlashtirilgan, qorongʻida xona haroratida bir soat ushlab turilgan va 5000 rpm da 10 daqiqa sentrifugalangan. Supernatant absorbansi 470 nm da Shimadzu UV-1800 spektrofotometri bilan oʻlchangan.

Manbada ushbu hisobdan darhol keyin berilgan konsentratsiya tenglamasi “Chlorophyll concentration” deb yorliqlangan; ammo atrofidagi usul izohi umumiy karotenoid oʻlchovini tasvirlaydi. Manba buning sababini tushuntirmagani uchun bu yorliq Verianla tomonidan sukut bilan “karotenoid” deb oʻzgartirilmaydi.

Biomassa tarkibi qanday oʻzgardi?

Oqova suvda yetishtirilgan biomassaning oqsil ulushi BG-11 nazoratidan past, lipid ulushi esa statistik jihatdan sezilarli darajada yuqori. Uglevod qiymatlari uchun manba jadvalidagi statistik harf guruhlari ikki sharoit oʻrtasida sezilarli farq yoʻqligini koʻrsatadi.

Natijalar nega shunday boʻlishi mumkin?

Mualliflarning mexanistik talqiniga koʻra %75 suyultirish oqova suvdagi oziqa moddalarni oʻsishni qoʻllab-quvvatlaydigan darajada ushlab turgan, shu bilan birga %100 oqova suvda paydo boʻlishi mumkin boʻlgan ammiak va organik yuk bosimini kamaytirgan. Xulosa boʻlimida muhit taxminan C:N:P ≈ 30:4:1 stexiometriyasiga ega ekani va miksotrofik sharoitlar biomassa sifati hamda karotenoid ishlab chiqarishga hissa qoʻshishi ilgari surilgan.

180 µmol m⁻² s⁻¹ yorugʻlik intensivligi esa tadqiqotchilar tomonidan fotosintetik energiya ehtiyoji va yuqoriroq yorugʻlikda yuzaga kelishi mumkin boʻlgan stress oʻrtasidagi qulay muvozanat sifatida talqin qilingan. Bular tadqiqotning mexanistik talqinlaridir; molekulyar metabolik yoʻllar bevosita oʻlchangan alohida omik yoki gen ifodasi tajribasi oʻtkazilmagan.

Manba ichida qanday nomuvofiqliklar bor?

• pH: usul boʻlimida oqova suv pH qiymati 9,1 ga sozlangani aytilgan, asosiy tajriba Table 2 da esa boshlangʻich pH 7,51 ± 0,03. Manba bu farqni tushuntirmaydi.
• Biomassa birligi: 1-rasm, 2-rasm va 3-rasmning vertikal oʻqlarida quruq biomassa konsentratsiyasi “mg/L” deb koʻrsatilgan boʻlsa, natija matni va Table 1 shu qiymatlarni “g/L” deb beradi. Ushbu maqolada miqdoriy jadvallar uchun Table 1 dagi g/L birligi saqlangan.
• Oziqa modda olib tashlash talqini: muhokamada fosfatni olib tashlash biroz yuqoriroq deb yozilganiga qaramay, Table 3 da nitrat olib tashlash %92,12 bilan fosfatning %90,05 qiymatidan yuqori.
• Pigment tenglamasi yorligʻi: karotenoid ekstraksiyasi boʻlimida 470 nm absorbans bilan umumiy karotenoid hisobi tushuntirilgan, lekin darhol keyingi konsentratsiya formulasi manbada “Chlorophyll concentration” deb yorliqlangan.
• Organizm nomi: tadqiqot sarlavhasida Spirulina Platensis, asosiy matnda esa ham Spirulina platensis, ham Spirulina sp. ishlatilgan.

Tadqiqot nimani koʻrsatadi, nimani koʻrsatmaydi?

Tadqiqot koʻrsatadi: University of Moratuwa oshxonasidan olingan, filtrlangan va sterilizatsiya qilingan oqova suv %75 nisbatda ishlatilgan laboratoriya tizimida Spirulina oʻsishi BG-11 nazoratidan yuqori boʻlgan; nitrat, fosfat va COD yuki sezilarli darajada kamaygan va yuqori karotenoidli biomassa olingan.

Tadqiqot koʻrsatmaydi: Ayni samaradorlik sterilizatsiyasiz haqiqiy uzluksiz oshxona oqimida saqlanishi isbotlanmagan. Tizim pilot yoki tijoriy miqyosga chiqarilmagan. Uzoq muddatli gidravlik barqarorlik va toʻliq texno-iqtisodiy fizibilite koʻrsatilmagan. Olingan biomassaning bevosita inson oziq-ovqati, nutrasevtik mahsulot yoki hayvon yemi sifatida xavfsizligi isbotlanmagan.

Turkiya nuqtai nazaridan nimani anglatadi?

Tajriba Shri-Lankadagi University of Moratuwa oshxona oqova suvidan foydalanib oʻtkazilgan. Manbada ishlatilgan chiqarish chegaralari ham Shri-Lankadagi tegishli ekologik doira asosida baholangan. Shu sabab ushbu tadqiqotdan Turkiyadagi oshxona yoki restoran oqova suvlari uchun bevosita huquqiy muvofiqlik xulosasi chiqarib boʻlmaydi.

Turkiyada oʻxshash tizimni qoʻllash uchun mahalliy oqova suvni COD, azot, fosfor, yogʻ va boshqa ifloslantiruvchilar boʻyicha tavsiflash; sterilizatsiya talabi, mavsumiy oʻzgaruvchanlik, patogen va ogʻir metall xavfi, energiya sarfi va pilot miqyosdagi samaradorlikni qayta tekshirish zarur.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

Tajriba dizaynining texnik xulosasi

Quruq biomassa qanday hisoblandi?

Filtr ustida quritilgan biomassa yordamida konsentratsiya quyidagi tenglama bilan hisoblangan:

\[ DW_n=\frac{W_f-W_i}{V} \]

Bu yerda DW_n n-kundagi biomassa konsentratsiyasini, W_f biomassa bilan birga quritilgan filtrning yakuniy massasini, W_i filtrning boshlangʻich massasini va V namuna hajmini anglatadi.

Oziqa modda olib tashlash samaradorligi qanday hisoblandi?

Nitrat, fosfat va xuddi shuningdek COD ni olib tashlash uchun ishlatilgan tenglama:

\[ RE(\%)=\frac{C_i-C_f}{C_i}\times100 \]

Bu yerda C_i boshlangʻich konsentratsiyani, C_f esa yakuniy konsentratsiyani anglatadi.

Karotenoid oʻlchovi

Umumiy pigment ekstraktining 470 nm absorbansi oʻlchangan va manbada quyidagi konsentratsiya munosabati berilgan:

\[ C=\frac{A\times1000}{E\times d} \]

\[ Y=\frac{C}{DW} \]

A 470 nm absorbans, E etanoldagi ekstinksiya koeffitsienti, d 1 cm optik yoʻl uzunligi va DW quruq biomassa vaznidir. Manba bu birinchi tenglamani “Chlorophyll concentration” deb yorliqlaganiga qaramay, atrofidagi usul umumiy karotenoid tahlilini tushuntiradi; ushbu tahririy nomuvofiqlik bu yerda saqlangan.

Asosiy tajribada quruq biomassaning vaqt boʻyicha oʻzgarishi

Table 1 dagi maʼlumotga koʻra, ikki guruh boshida bir xil quruq biomassa konsentratsiyasiga ega boʻlgan, ammo 8-kundan boshlab aniq ajralgan. Oqova suv guruhida qiymat 18-kunda 1,48 g/L bilan eng yuqori nuqtaga yetgan, BG-11 guruhi esa 20-kunda 0,52 g/L darajasida boʻlgan.

Oziqa moddalar va organik yukni olib tashlash

COD boʻyicha oshxona oqova suvining boshlangʻich konsentratsiyasi 342,4 ± 5,2 mg/L dan 20-kunda 58,2 ± 3,5 mg/L gacha tushgan.

Mahsuldorlik va biokimyoviy tarkib

Tadqiqotning asosiy ilmiy chegaralari

• Tajriba laboratoriya miqyosida 2 L fotobioreaktorlarda oʻtkazilgan.
• Ishlatilgan muhitlar tajribadan oldin avtoklav bilan sterilizatsiya qilingan.
• Oqova suv bitta institutsional ovqatlanish obyektidan olingan.
• Tajribalar uch takror bilan bajarilgan.
• Pilot yoki sanoat miqyosida uzoq muddatli tadqiqot oʻtkazilmagan.
• Gidravlik barqarorlik va toʻliq texno-iqtisodiy fizibilite tasdiqlanmagan.
• Biomassani yem yoki inson isteʼmoli uchun ishlatishga zarur boʻlgan keng qamrovli ogʻir metall, patogen va boshqa xavfsizlik skrininglari tugallanmagan.

Manba va Usul Qaydi

Asl tadqiqotning toʻliq nomi: Valorization of Canteen Wastewater Through Optimized Spirulina Platensis Cultivation for Enhanced Carotenoid Production and Nutrient Removal

Mualliflar: Charith Akalanka Dodangodage; Geethaka Nethsara Gamage; Induwara Arsith Wijesekara; Jagath C. Kasturiarachchi; Thilini A. Perera; Dilan Rajapakshe; Rangika Umesh Halwatura.

Masʼul muallif: Charith Akalanka Dodangodage.

Muassasalar: Department of Civil Engineering, University of Moratuwa, Sri Lanka; Department of Applied Sciences, Sri Lanka Institute of Information Technology, Sri Lanka; Department of Plant Sciences, University of Colombo, Sri Lanka; KU Innovation Park, University of Kansas, USA.

Jurnal: Phycology.

Nashriyot: MDPI, Basel, Switzerland.

Jild / son / maqola raqami: 6(1), 15.

DOI: 10.3390/phycology6010015.

Rasmiy havola:https://doi.org/10.3390/phycology6010015

Qabul qilingan sana: 10 Noyabr 2025.

Reviziya sanasi: 12 Dekabr 2025.

Qabul sanasi: 23 Dekabr 2025.

Nashr sanasi: 14 Yanvar 2026.

Manba turi va taqriz: Taqrizdan oʻtgan eksperimental tadqiqot maqolasi.

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Moliyalashtirish: Mualliflar tadqiqot tashqi moliyalashtirish olmaganini bildirgan.

Maʼlumotlar mavjudligi: Tadqiqotda taqdim etilgan maʼlumotlar maqola va Supplementary Material ichida mavjud ekani koʻrsatilgan.

Manfaatlar toʻqnashuvi: Mualliflar manfaatlar toʻqnashuvi yoʻqligini bildirgan.

Muallif hissalari: Konseptuallashtirish, usul, tasdiqlash, formal tahlil, tadqiqot, maʼlumotlarni tartiblash va dastlabki qoralama Charith Akalanka Dodangodage tomonidan bajarilgan. Koʻrib chiqish va tahrirlashga Jagath C. Kasturiarachchi, Thilini A. Perera, Dilan Rajapakshe va Rangika Umesh Halwatura; vizualizatsiyaga Charith Akalanka Dodangodage, Induwara Arsith Wijesekara va Geethaka Nethsara Gamage hissa qoʻshgan. Maslahat Jagath C. Kasturiarachchi, Thilini A. Perera, Dilan Rajapakshe va Rangika Umesh Halwatura; loyiha boshqaruvi Rangika Umesh Halwatura tomonidan olib borilgan.

Qoʻshimcha material: Manba turli oqova suv suyultirishlaridagi OD₆₀₀ profili, turli yorugʻlik intensivliklaridagi optik zichlik, %75 oshxona oqova suvidagi batafsil pH oʻzgarishi va optimallashtirilgan sharoitlardagi OD₆₀₀ qiymatlari uchun qoʻshimcha rasm va jadval taqdim etadi.

Ilmiy mazmun qamrovi: Ushbu Verianla maqolasidagi tajriba natijalari, sonli qiymatlar, usullar va mexanistik talqinlar yuklangan 18 sahifalik manba tadqiqotga asoslanadi. Tashqi manbalardan tadqiqot ichiga yangi tajriba natijasi qoʻshilmagan; tashqi tekshiruv faqat bibliografik identifikatsiya va nashr holatini tekshirish maqsadida ishlatilgan.

Asosiy uslubiy cheklov: Tadqiqot 2 L laboratoriya fotobioreaktorlarida, filtrlangan va avtoklavda sterilizatsiya qilingan oshxona oqova suvidan foydalanib oʻtkazilgan. Pilot miqyos, uzoq muddatli gidravlik ish va toʻliq texno-iqtisodiy baholash bajarilmagan. Mualliflar keyingi tadqiqotlarda pilot fotobioreaktorlarga miqyosni oshirish va gidravlik barqarorlik hamda iqtisodiy qoʻllanish imkonini baholashni tavsiya qiladi.

Biomassa xavfsizligi chegarasi: Oqova suvdan ishlab chiqarilgan biomassaning yuqori oqsil va karotenoid saqlashi uning oʻz-oʻzidan oziq-ovqat, yem yoki nutrasevtik foydalanishga mos ekanini anglatmaydi. Manba bunday qoʻllashdan oldin ogʻir metallar, patogenlar va tegishli boshqa kontaminantlar boʻyicha qatʼiy xavfsizlik skriningi oʻtkazilishi kerakligini ochiq aytadi.

Manba ichidagi izchillik eslatmasi: pH ning boshlangʻich qiymati, quruq biomassa grafiklaridagi mg/L–g/L birlik farqi, nitrat/fosfat olib tashlash tartibiga doir matn talqini va karotenoid boʻlimidagi “Chlorophyll concentration” tenglama yorligʻi manba ichida bir-biriga toʻliq mos kelmaydi. Verianla bu joylarda sukut bilan tuzatish qilmagan va asosiy miqdoriy natijalarda bevosita jadvaldagi qiymatlarni asos qilib olgan.