Titulo:
Evaluación de carotenoides y lípidos en la microalga Scenedesmus dimorphus a escala laboratorio
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Sumario:
Los carotenoides son metabolitos producidos por microalgas que cumplen la función de pigmentos accesorios en la fotosíntesis y de moléculas fotoprotectoras. Con el fin de incrementar la acumulación de los carotenoides en la microalga Scenedesmus dimorphus, se evaluó la salinidad (NaCl y KNO3) y la luz led azul como factores de estrés en la fase estacionaria del crecimiento del cultivo de esta alga. De las dos sales estudiadas la mejor fue KNO3 0,6M, puesto que el cultivo alcanzó la mayor concentración de carotenoides totales (0,3357 ± 0,02 µg de carotenoides mL-1) en contraste con 0,1791 ± 0,01 µg mL-1 del cultivo NaCl 0,6 M. Posteriormente, se escaló el proceso en un recipiente adaptado de 4 L, alcanzando fase estacionaria en el día 12 y a... Ver más
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Evaluación de carotenoides y lípidos en la microalga Scenedesmus dimorphus a escala laboratorio Evaluation of Carotenoids and lipids in the Microalga Scenedesmus dimorphus at Laboratory Los carotenoides son metabolitos producidos por microalgas que cumplen la función de pigmentos accesorios en la fotosíntesis y de moléculas fotoprotectoras. Con el fin de incrementar la acumulación de los carotenoides en la microalga Scenedesmus dimorphus, se evaluó la salinidad (NaCl y KNO3) y la luz led azul como factores de estrés en la fase estacionaria del crecimiento del cultivo de esta alga. De las dos sales estudiadas la mejor fue KNO3 0,6M, puesto que el cultivo alcanzó la mayor concentración de carotenoides totales (0,3357 ± 0,02 µg de carotenoides mL-1) en contraste con 0,1791 ± 0,01 µg mL-1 del cultivo NaCl 0,6 M. Posteriormente, se escaló el proceso en un recipiente adaptado de 4 L, alcanzando fase estacionaria en el día 12 y adicionando el KNO3 0,6M el día 14; en el día 20 (final del cultivo) se obtuvo mediante espectrofotometría un total de 0,7395±0,05 µg de carotenoides mL-1. Seguido, se realizó el secado del cultivo con salinidad, obteniendo un peso seco de 5,7 g y una productividad de 0,0927 g L-1d-1. Finalmente, a través de cromatografía hplc, se analizó el perfil lipídico del cultivo, obteniendo 21,1 % de mufas, 35,9 % de sfas y 43 % de pufas (omega-6 de 34 % y omega-3 de 8,9 %). Con base en estos resultados, se determinó que la salinidad es un posible factor para incrementar en mayor proporción la concentración de lípidos que de carotenoides, específicamente en una proporción de 1:2.500 de carotenoides y lípidos, respectivamente. Carotenoids are metabolites produced by microalgae that perform as accessory pigments in photosynthesis and as photoprotective molecules. In order to increase the accumulation of carotenoids in the microalga Scenedesmus dimorphus, salinity (NaCl and KNO3) and blue led light were evaluated as stress factors when reaching the stationary phase of culture growth in such microalga. After evaluation, the best of the two salts studied was KNO3 0.6M, since this culture reached the highest concentration of total carotenoids (0.3357±0.02 μg carotenoids mL-1), in contrast to 0.1791±0.01 µg mL-1 with NaCl 0.6 M. Subsequently, the process was scaled in an adapted container of 4 L, entering the stationary phase on day 12. On day 14 the KNO3 was added at 0.6 M; this experiment lasted 20 days of cell count, obtaining on the last day a total of 0,7395±0,05 μg of carotenoids mL-1 by means of spectrophotometry. Afterwards, drying of the culture with salinity was carried out, obtaining a dry weight of 5.7 g, with a productivity of 0.0927 g L-1d-1. Finally, through hplc chromatography, the lipid profile of the culture was analyzed, resulting in 21.1% mufas, 35.9% sfas, and 43% pufas (34% omega-6 and 8.9% omega-3). Based on the above, it was determined that salinity is a possible factor to increase in a greater proportion the concentration of lipids than that of carotenoids, specifically in a ratio of 1:2,500 carotenoids and lipids, respectively. Corzo Piñeros, Ruth Juliana Manrique Ruíz, Ingrid Geraldin Sandoval Herrera, Juan Andrés Rubio Fernández, Diego Microalga biomass carotenoids lipids salinity microalga biomasa carotenoides lípidos salinidad 9 1 Artículo de revista Journal article 2019-02-01T00:00:00Z 2019-02-01T00:00:00Z 2019-02-01 application/pdf text/xml Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano Revista Mutis 2256-1498 https://revistas.utadeo.edu.co/index.php/mutis/article/view/1471 10.21789/22561498.1471 https://doi.org/10.21789/22561498.1471 spa https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ 20 28 Acevedo, A., & Ramírez, J. (2003). Influencia de un gradiente cruzado de luz y temperatura en la morfología de Scenedesmus acutus meyen var. globosus hortobágyi y sus implicaciones taxonómicas. Actual Biology, 25(79), 141-146. Beyer, W. H. (1966). Handbook of tables for probability and statistics. Cleveland: The chemical Rubber Co. Dhaka, P., & Singh, G. P. (2018). Effect of pH on growth and biopigment accumulation of green alga Dunaliella salina. International Journal of Pharmaceutical Sciences and Research, 9(1), 271-276. Forján-Lozano, E., Garbayo-Nores, I., Casal-Bejarano, C., & Vílchez-Lobato, C. (2007). Enhancement of carotenoid production in Nannochloropsis by phosphate and sulphur limitation. Communicating Current Research and Educational Topics and Trends in Applied Microbiology. Universidad de Huelva, España. Fernández-Cordero, B. (2013). Producción de carotenoides por microalgas y caracterización de la ruta carotenogénica en Chlorella zofingiensis (Tesis doctoral, Departamento de Ingeniería Química). Universidad de Sevilla, Sevilla, España. Fonseca, L. A., & Guarín, M. P. (2018). Evaluación de la remoción de cromo con cultivos de microalgas en un fotobiorreactor de panel plano (Tesis de grado, Ingeniería Química). Fundación Universidad de América, Bogotá, Colombia. Fu, W., Guðmundsson, Ó., Paglia, G., Herjólfsson, G., Andrésson, Ó. S., Palsson, B. Ø., & Brynjólfsson, S. (2013). Enhancement of carotenoid biosynthesis in the green microalga Dunaliella salina with light-emitting diodes and adaptive laboratory evolution. Applied microbiology and biotechnology, 97(6), 2395-2403. López, J. A., Fimbres-Olivarría, D., Medina-Juárez, L. A., Miranda-Baeza, A., Martínez-Córdova, M. L., & Molina-Quijada, D. M. A. (2013). Producción de biomasa y carotenoides de Dunaliella tertiolecta en medios limitados en nitrógeno. Phyton, 82(1), 23-30. López, Y. K. (2008). Caracterización genética y de metabolitos secundarios de diferentes aislamientos de Dunaliella salina bajo condiciones de estrés salino (Trabajo de Grado de Maestría en Ciencias en Biotecnología Genómica) Instituto Politécnico Nacional, Universidad de México, México. Moronta, R., Mora, R., & Morales, E. (2006). Respuesta de la microalga Chlorella sorokiniana al pH, salinidad y temperatura en condiciones axénicas y no axénicas. Revista de la Facultad de Agronomía, 23(1), 27-41. Murcia, M., J., L., & Parra M, M. A. (2018). Producción de proteínas a partir de la microalga Chlorella vulgaris enriqueciendo el medio de cultivo con fuentes de nitrógeno (Tesis de grado, Ingeniería Química). Fundación Universidad de América, Bogotá, Colombia. Plaza, M., Herrero, M., Cifuentes, A., & Ibanez, E. (2009). Innovative natural functional ingredients from microalgae. Journal of agricultural and food chemistry, 57(16), 7159-7170. Přibyl, P., Pilný, J., Cepák, V., & Kaštánek, P. (2016). The role of light and nitrogen in growth and carotenoid accumulation in Scenedesmus sp. Algal research, 16, 69-75. Restrepo, T. I., Díaz, G. J., & Pardo, S. C. (2012). Peces dulceacuícolas como alimento funcional: perfil de ácidos grasos en tilapia y bocachico criados en policultivo. Revista de biotecnología Unicauca, 10(2), 44-53. Rubio, F., D., Sandoval, J. A., Ruíz, J. P., & Tovar, J. C. (2017). Escalamiento de un fotobiorreactor a nivel piloto para la producción de biomasa. Revista de Investigación, 10(1), 61-72. Vega, B. O. A., & Voltolina, D. (2007). Concentración, recuento celular y tasa de crecimiento. En Métodos y herramientas analíticas en la evaluación de la biomasa microalgal (pp. 17-25). México D. F.: CONACYT. Velázquez, J. (2012). Problemas de salud ocasionados por los aditivos, preservativos, colorantes y sabores artificiales, hormonas y antibióticos en la alimentación industrial del mundo moderno. Universidad Interamericana de Puerto Rico. Wichuk, K., Brynjólfsson, S., & Fu, W. (2014). Biotechnological production of value-added carotenoids from microalgae: Emerging technology and prospects. 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Carotenoids are metabolites produced by microalgae that perform as accessory pigments in photosynthesis and as photoprotective molecules. In order to increase the accumulation of carotenoids in the microalga Scenedesmus dimorphus, salinity (NaCl and KNO3) and blue led light were evaluated as stress factors when reaching the stationary phase of culture growth in such microalga. After evaluation, the best of the two salts studied was KNO3 0.6M, since this culture reached the highest concentration of total carotenoids (0.3357±0.02 μg carotenoids mL-1), in contrast to 0.1791±0.01 µg mL-1 with NaCl 0.6 M. Subsequently, the process was scaled in an adapted container of 4 L, entering the stationary phase on day 12. On day 14 the KNO3 was added at 0.6 M; this experiment lasted 20 days of cell count, obtaining on the last day a total of 0,7395±0,05 μg of carotenoids mL-1 by means of spectrophotometry. Afterwards, drying of the culture with salinity was carried out, obtaining a dry weight of 5.7 g, with a productivity of 0.0927 g L-1d-1. Finally, through hplc chromatography, the lipid profile of the culture was analyzed, resulting in 21.1% mufas, 35.9% sfas, and 43% pufas (34% omega-6 and 8.9% omega-3). Based on the above, it was determined that salinity is a possible factor to increase in a greater proportion the concentration of lipids than that of carotenoids, specifically in a ratio of 1:2,500 carotenoids and lipids, respectively.
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