Efecto de diferentes fuentes de nitrógeno y de fósforo sobre la producción y la composición de la biomasa microalgal de Arthrospira (Spirulina) plantesis LMPA55
Spirulina platensis fue la primer cianobacteria cultivada utilizando la biotecnología moderna. Su elevado contenido de proteínas, su composición particular en aminoácidos y ácidos grasos esenciales, y su contenido de vitaminas, hacen que resulte una microalga de interés para la alimentación humana...
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Escuela de Posgrado - Facultad Regional Buenos Aires
2019
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Spirulina platensis fue la primer cianobacteria cultivada utilizando la biotecnología moderna. Su elevado
contenido de proteínas, su composición particular en aminoácidos y ácidos grasos esenciales, y su
contenido de vitaminas, hacen que resulte una microalga de interés para la alimentación humana y animal.
No obstante, su biomasa resulta una fuente interesante de determinados productos como pigmentos y
polisacáridos. Su uso se ha extendido desde la aplicación original en la alimentación, a la producción de
productos químicos para diagnóstico clínico, investigación biológica, de uso cosmético y de aplicación
terapéutica. Incluso ha sido considerada como materia prima potencial para la producción de
biocombustibles.
Los medios para el cultivo de microalgas están conformados por distintas sustancias que sirven de
nutrientes para su crecimiento y desarrollo. Los nutrientes que los componen se pueden clasificar, según su concentración en macronutrientes y en micronutrientes. Los macronutrientes participan en la formación de las moléculas estructurales, mientras que los micronutrientes cumplen un papel metabólico específico en la fisiología celular. Por lo tanto, la composición del medio de cultivo en macronutrientes, en especial en fósforo y en nitrógeno, influye en el crecimiento de las microalgas, afectando a la velocidad de crecimiento, a la producción de biomasa y a su composición bioquímica.
El medio de cultivo Zarrouk es el más comúnmente utilizado para el cultivo de S. platensis. El nitrato de
sodio y el fosfato ácido de potasio son las fuentes de nitrógeno y de fósforo que lo componen. Se estudió la producción y la composición bioquímica de la biomasa para distintas concentraciones de estas fuentes. Se verificó que a bajas concentraciones de nitrato de sodio la velocidad específica de crecimiento de S. platensis manifestaba un aumento, lo que permitiría incrementar productividades con un menor costo de medio de cultivo. No obstante, a bajas concentraciones también se observó una disminución en los contenidos de proteínas y de ficocianina, dado que este pigmento podría ser utilizado como reserva frente una limitación de nitrógeno. En lo que respecta al fosfato ácido de potasio, no se observaron cambios significativos en la producción y la composición bioquímica de la biomasa, aún a bajas concentraciones, lo que se atribuiría a la capacidad de S. platensis para acumular fósforo en forma de gránulos de polifosfato.
Dado que el costo de los nutrientes representa un 25% del costo total de producción en el cultivo de
microalgas, es conveniente emplear fuentes de nitrógeno y de fósforo económicas, y que permitan conseguir productividades adecuadas. Tal es el caso de los fertilizantes (como la urea y los superfosfatos) que resultan ser fuentes alternativas de nutrientes económicamente atractivas.
Se estudió en el efecto de distintas concentraciones de cloruro de amonio y de urea, en la producción y la
composición bioquímica de la biomasa de S. platensis. A bajas concentraciones de urea se observaron
incrementos en la producción de la biomasa, en la velocidad específica de crecimiento, en el contenido de
lípidos y en el contenido de carbohidratos. Estos resultados conducirían a posibles mejoras en las
productividades y a una disminución en el costo del medio del cultivo. Si bien el cloruro de amonio y la urea son fuentes de nitrógeno fácilmente asimilables por S. platensis, a determinadas concentraciones resultan tóxicas para la microalga debido al amoníaco que se genera a partir de las mismas. Este efecto inhibitorio pudo ser verificado para ambas fuentes.
También se estudió el efecto de distintas concentraciones de fosfato monocálcico sobre S. platensis, el cual es parte de la composición de los fertilizantes superfosfato. Frente a esta fuente de fósforo no se
observaron cambios significativos en la composición bioquímica de la biomasa, por lo que su uso resultaría atractivo dado que permitiría reducir el costo de cultivo. Sin embargo, la escasa solubilidad del fosfato monocálcico representa una desventaja para el cultivo por la turbidez que genera. Esta turbidez dificulta la penetración de la luz ocasionando una disminución del crecimiento y un consecuente descenso en las productividades. |