México – Las microalgas son conocidas como fuentes para producir nuevos compuestos. Los productos de la microalgas están asociados con las industrias de la salud y cosmética, y la acuicultura.
Varias especies de microalgas son conocidas por producir nutracéuticos, compuestos relacionados con la energía renovable, b-caroteno, astaxantina, ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) y biocolorantes.
Asimismo, las microalgas producen compuestos captadores de radicales libres, como los fenoles, vitamina, pigmentos y enzimas. Estos compuestos también pueden exhibir actividades antibacterianas, antitumorales, anticancerígenas y antiinflamatorias en las células.
Tipos de fotobiorreactores
Existen dos clases de fotobiorreactores para producir biomasa de microalgas: abiertos y cerrados. Las dinámicas de los cultivos les permiten producir en lotes o continuos, trabajando bajo luz natural o artificial.
Los sistemas abiertos tienen dos desventajas: contaminación con bacterias y el abastecimiento de la luz. Además, la densidad celular es baja y solo pocas especies de microalgas son adecuadas para este tipo de producción.
Una alternativa para producir compuestos valiosos de alta valor como los antioxidantes, son fotobiorreactores cerrados.
El control de los parámetros operativos es más fácil en los sistemas cerrados, pero los costos son más altos. Una alternativa es incrementar la densidad y producción de biomasa mediante la producción continua.
Los investigadores de la Universidad Juárez Autónoma de Tabasco y del Instituto Politécnico Nacional de México evaluaron la producción de antioxidantes por las microalgas (Spirulina platensis, Isochrysis galbana, Tetraselmis suecica, y Porphyridium cruentum) mediante el cultivo continuo en un fotobiorreactor (PBR).
Principales resultados
– La productividad en biomasa para las cuatro especies de microalgas se incrementó sustancialmente bajo el cultivo continuo, de 5.9 a 6.3 veces, en comparación con los cultivos en lotes.
– La producción energética, bajo las condiciones experimentales estudiadas, varió de 0.03 a 0.041 g biomasa kJ-1.
– Los fenoles, terpenoides y alcaloides fueron producidos por Spirulina platensis, Isochrysis galbana y Tetraselmis suecica, mientras que los tocoferoles y carotenoides fueron producidos por las cuatro microalgas, a excepción de la ficocianina y la aloficocianina, que solo fueron producidas por S. platensis y Porphyridium cruentum.
“Las microalgas estudiadas en este trabajo exhiben dependencia de la producción de antioxidantes en las condiciones de cultivo; sin embargo, la especie de microalga es un factor importante” destacan los investigadores.
Conclusiones
“La operación continua del biorreactor mejora sustancialmente la producción de biomasa y antioxidante, en comparación con el cultivo por lotes en el mismo reactor, excepto que los cultivos continuos producen la misma cantidad de biomasa y metabolitos secundarios todos los días durante nueve días de cultivo que se logra en los cultivos por lotes” concluyen los investigadores.
Ellos indican que el cultivo continuo impulsa el metabolismo celular de las microalgas de la síntesis de biomasa y metabolitos en el biorreactor.
Los antioxidantes son producidos naturalmente como una mezcla.
“Deducimos que la combinación de cultivo continuo con la limitación correcta de nutrientes mejorará o potenciará la producción de un antioxidante específico, pero esto puede limitar la producción de otros antioxidantes” concluyeron.
La investigación fue financiada por una subvención del Instituto Politécnico Nacional.
Referencia (acceso abierto):
López-Hernández, Jenny F., Pedro García-Alamilla, Diana Palma-Ramírez, Carlos A. Álvarez-González, Juan C. Paredes-Rojas, and Facundo J. Márquez-Rocha 2020. «Continuous Microalgal Cultivation for Antioxidants Production» Molecules 25, no. 18: 4171. https://doi.org/10.3390/molecules25184171
