تولید دانه‌های بیوپلاستیکی خام با میکروجلبک
تقاضا برای پلاستیک‌های قابل بازیافت و تجزیه‌پذیر تولیدی از منابع بیولوژیکی در سال‌های اخیر افزایش یافته است. با این حال، کاربرد آن‌ها در صنایع پلاستیکی مانند ماهی‌گیری و تزئینات یکبار مصرف به‌دلیل هزینه بالای تولید، محدود شده است. یکی از دلایل بالا بودن هزینه تولید پلاستیک‌های زیستی، مربوط به فرایندهای استخراج و خالص‌سازی بیوپلیمرها و مواد اولیه تولید شده از ارگانیسم‌ها است.
در سال‌های اخیر، تقاضا برای دانه‌های پلاستیکی زیستی تخریب‌پذیر به‌دلیل افزایش نگرانی عمومی در مورد محیط زیست، تغییرات آب و هوایی و منابع سوخت فسیلی محدود افزایش یافته است. اگرچه مواد اولیه بیوپلاستیک از نظر تجاری در دسترس هستند اما به‌دلیل هزینه بالای استخراج و خالص‌سازی از نظر اقتصادی با پلیمرهای نفتی قابل رقابت نیستند.
یکی از راه‌حل‌های کاهش هزینه تولید دانه‌های بیوپلاستیک، استفاده از زیست‌توده‌های حاوی بیوپلیمر است. در مطالعه‌ای نشان داده شده است که زیست‌توده باکتری‌های حاوی بیوپلیمر بدون استخراج و تصفیه قابل استفاده هستند. این امر می‌تواند هزینه تولید بیوپلاستیک را کاهش دهد. با این حال، هزینه پرورش میکروارگانیسم‌ها نمی‌تواند با قیمت پلیمرهای مبتنی بر نفت رقابت کند.
تری‌آسیل گلیسرول -مولکولی استری حاوی یک گلیسرول و سه اسید چرب- می‌تواند یک ماده اولیه برای تولید بیوپلاستیک‌ها باشد. تولید TAG در میکروجلبک‌ها برای استفاده صنعتی مورد مطالعه گسترده قرار گرفته است، زیرا میکروجلبک‌ها قادر به تولید TAG کارآمد و قابل استفاده هستند. در میان میکروجلبک‌ها، گونه Chlamydomonas reinhardtii به‌عنوان یک ارگانیسم مدل مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعات انجام شده روی گونه Chlamydomonas نشان داد که تولید TAG هنگام رشد در محیط‌های استرس‌زا، از جمله کاهش نیتروژن، کمبود آهن، شوری زیاد و یا درجه حرارت بالا افزایش می‌یابد.
پیش از این مشخص شده است که گونه Chlamydomonas reinhardtii حاوی مقادیر زیادی تری‌اسیل گلیسرول، ماده اولیه تشکیل‌دهنده بیوپلیمرها است. در این مقاله گزارش شده است که تری‌آسیل گلیسرول (TAG) تولید شده در گونه Chlamydomonas reinhardtii می‌تواند به‌طور مستقیم و بدون استخراج و خالص‌سازی مورد استفاده قرار گیرد. با تحقیق و توسعه بیشتر، روش توسعه‌یافته در این مطالعه ممکن است به تولید دانه‌های بیوپلاستیک یکبار مصرف از نظر اقتصادی در صنعت کمک کند.
در این تحقیق که توسط کاتو در دانشگاه لوئیزیانا در امریکا انجام شده است، گونه Chlamydomonas در محیط کشت دو لیتری در دمای 23 درجه سانتی‌گراد تحت نور فلورسانس روی یک شیکر (تکان‌دهنده) کشت داده شده است. سپس بعد از رشد محیط کشت با دور 4000 طی مدت 5 دقیقه سانتریفیوژ شده است. در نهایت مشخص شد حدود 30 درصد از وزن خشک سلول این گونه از TAG تشکیل شده است.
علاوه بر TAG، این گونه قادر به تولید برخی رنگدانه‌ها مانند کارتنوئید است که در صنایع غذایی و به‌عنوان مکمل‌های غذایی کاربرد دارند. برای استخراج کارتنوئید تولیدی پس از سانتریفیوژ مقدار 0.1 گرم از وزن خشک سلول با 10 میلی‌لیتر اتانول 95 درصد در لوله‌های 15 میلی‌لیتری مخلوط شد. سپس لوله‌ها به مدت 24 ساعت در دمای اتاق چرخش داشتند. در نهایت ماده رویی تبخیر شد و محتویات کارتنوئید جداسازی شد.
