Diseño de un cultivo por lote alimentado para aumentar la producción de β-glucanos en cultivos de Microchloropsis salina
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Fecha
2017
Autores
Profesor/a Guía
Facultad/escuela
Idioma
es
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Editor
Universidad Andrés Bello
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Licencia CC
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Resumen
Las microalgas son organismos fotosintéticos que tienen un gran potencial industrial y comercial debido a su fácil cultivo en condiciones controladas y al alto valor nutricional y de metabolitos de interés que poseen. Para mejorar la producción de estos metabolitos, se ha recurrido a la ingeniería de procesos, donde el manejo de las condiciones de cultivo ha logrado permitir un mayor crecimiento de la microalga acompañado de una alta producción de los compuestos en estudio. Uno de estos metabolitos son los β-glucanos, polímeros de β-D-glucosa que activan considerablemente el sistema inmune, entre otros efectos benéficos. Microchloropsis salina, es una microalga de la división Ochrophyta que reporta una alta producción de biomasa y lípidos y además se ha reportado que es capaz de producir β-glucanos en distintas condiciones de crecimiento. En este estudio, se buscó caracterizar la producción de estos polisacáridos y mejorar su productividad volumétrica, tomando en cuenta la productividad en biomasa como parámetro fundamental, además de las condiciones de limitación de nitrógeno para estimular la producción de metabolitos de reserva tipo β-glucanos. A lo largo del desarrollo experimental, se logró determinar el μmax de la microalga, siendo esta igual a 0,023 h-1 en condiciones de baja densidad de biomasa (75 E-03 g/L de nitratos). Por otra parte, se determinó el consumo máximo de nitratos de Microchloropsis salina en un experimento que consistió en aportar nitrógeno al medio mediante pulsos, logrando consumir 744 E-03 g/L de nitratos y acumulando 2,04 g/L de biomasa seca. Al realizar un cultivo por lote bajo estas condiciones se logró acumular 2,13 g/L de biomasa en un período de 40 días y se observó que al caracterizar la cinética de producción de β-glucanos, su síntesis máxima se observó al cuarto día después del agotamiento total de nitrógeno en el medio de cultivo, para después mantenerse constante hasta el día 8 después de este fenómeno. Estos resultados permitieron diseñar y montar un cultivo por lote alimentado, en el cual se logró acumular 2,32 g/L de biomasa seca en un período de 30 días y manteniendo la producción de β-glucanos respecto a las condiciones anteriores, obteniendo productividades 45% más altas que en cultivos por lote de alta densidad. Este trabajo entrega información novedosa sobre la cinética de producción de β-glucanos y metabolismo para mejorar el desarrollo y crecimiento en Microchloropsis salina dejando abierta la posibilidad de nuevas investigaciones en ingeniería de procesos que puedan permitir hacer mas productivo y rentable el manejo de esta microalga.
Notas
Tesis (Magíster en Biotecnología)
Este trabajo fue financiado por la Fundación para la Innovación Agraria (FIA) del Ministerio de Agricultura de Chile mediante el proyecto FIA PYT 2013-0015, adjudicado por el Centro de Investigación Austral Biotech de la Universidad Santo Tomás
Este trabajo fue financiado por la Fundación para la Innovación Agraria (FIA) del Ministerio de Agricultura de Chile mediante el proyecto FIA PYT 2013-0015, adjudicado por el Centro de Investigación Austral Biotech de la Universidad Santo Tomás
Palabras clave
Microalgas, Cultivo