Una estrategia de cultivo en dos pasos para la alta producción de biomasa y acumulación de lípidos de inmovilizados en gel de alginato
Autores: Benasla, Amel; Hausler, Robert
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Una estrategia de cultivo en dos pasos para la alta producción de biomasa y acumulación de lípidos de inmovilizados en gel de alginato
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía biomasa
Palabras clave
Estrategia cultural
Acumulación de lípidos
Microalgas
Deficiencia de nitrógeno
Deficiencia de fósforo
Producción de biomasa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo se centra en una estrategia de cultivo que combina una alta producción de biomasa y acumulación de lípidos en microalgas verdes inmovilizadas en gel de alginato con el fin de obtener una alta productividad de lípidos para la producción de biodiésel. El estudio de los efectos de la deficiencia de nitrógeno y fósforo en la acumulación de lípidos y la producción de biomasa en microalgas inmovilizadas mostró que ambas condiciones (N- y P-) promovieron la acumulación de lípidos en las microalgas. Los contenidos de lípidos alcanzados bajo condiciones de deficiencia de nitrógeno (31.7% +/- 3.2% (dcw)) y fósforo (19.4% +/- 1.9% (dcw)) fueron superiores a los obtenidos en el medio completo (control) (14.9% +/- 1.5% (dcw)). La mayor productividad de lípidos se registró bajo condiciones de deficiencia de nitrógeno (PL = 11.1 +/- 1.1 mg/L/día). Esto indicó que la deficiencia de nitrógeno fue más efectiva que la deficiencia de fósforo en términos de desencadenar la acumulación de lípidos en las microalgas. Sin embargo, las condiciones para inducir la acumulación de lípidos (N- o P-) resultaron en un crecimiento más lento. Para abordar este problema y lograr una alta productividad de lípidos, se utilizó una estrategia de cultivo en dos pasos. Se cultivó la inmovilizada bajo concentraciones óptimas de nitrógeno y fósforo para alcanzar una alta concentración de biomasa. Posteriormente, las perlas que contenían las microalgas se transfirieron a un medio de cultivo bajo condiciones de deficiencia de nitrógeno para inducir la acumulación de lípidos. Se determinaron las concentraciones de 1.5 g/L de NaNO y 20 mg/L de KHPO como las concentraciones óptimas para el crecimiento, y produjeron las tasas de producción de biomasa más altas (u = 0.233 +/- 0.023 día y u = 0.225 +/- 0.022 día para NaNO y KHPO, respectivamente) de todas las concentraciones estudiadas. Con la estrategia de cultivo en dos pasos, la inmovilizada acumuló 37.9 +/- 3.8% de su peso seco en lípidos y alcanzó un valor de productividad de lípidos de PL = 40.3 +/- 4.0 mg/L/día bajo condiciones de deficiencia de nitrógeno. Este valor fue aproximadamente 3.6 veces mayor que el obtenido en el cultivo directo de células bajo condiciones de deficiencia de nitrógeno (PL = 11.1 +/- 1.1 mg/L/día).
Descripción
Este trabajo se centra en una estrategia de cultivo que combina una alta producción de biomasa y acumulación de lípidos en microalgas verdes inmovilizadas en gel de alginato con el fin de obtener una alta productividad de lípidos para la producción de biodiésel. El estudio de los efectos de la deficiencia de nitrógeno y fósforo en la acumulación de lípidos y la producción de biomasa en microalgas inmovilizadas mostró que ambas condiciones (N- y P-) promovieron la acumulación de lípidos en las microalgas. Los contenidos de lípidos alcanzados bajo condiciones de deficiencia de nitrógeno (31.7% +/- 3.2% (dcw)) y fósforo (19.4% +/- 1.9% (dcw)) fueron superiores a los obtenidos en el medio completo (control) (14.9% +/- 1.5% (dcw)). La mayor productividad de lípidos se registró bajo condiciones de deficiencia de nitrógeno (PL = 11.1 +/- 1.1 mg/L/día). Esto indicó que la deficiencia de nitrógeno fue más efectiva que la deficiencia de fósforo en términos de desencadenar la acumulación de lípidos en las microalgas. Sin embargo, las condiciones para inducir la acumulación de lípidos (N- o P-) resultaron en un crecimiento más lento. Para abordar este problema y lograr una alta productividad de lípidos, se utilizó una estrategia de cultivo en dos pasos. Se cultivó la inmovilizada bajo concentraciones óptimas de nitrógeno y fósforo para alcanzar una alta concentración de biomasa. Posteriormente, las perlas que contenían las microalgas se transfirieron a un medio de cultivo bajo condiciones de deficiencia de nitrógeno para inducir la acumulación de lípidos. Se determinaron las concentraciones de 1.5 g/L de NaNO y 20 mg/L de KHPO como las concentraciones óptimas para el crecimiento, y produjeron las tasas de producción de biomasa más altas (u = 0.233 +/- 0.023 día y u = 0.225 +/- 0.022 día para NaNO y KHPO, respectivamente) de todas las concentraciones estudiadas. Con la estrategia de cultivo en dos pasos, la inmovilizada acumuló 37.9 +/- 3.8% de su peso seco en lípidos y alcanzó un valor de productividad de lípidos de PL = 40.3 +/- 4.0 mg/L/día bajo condiciones de deficiencia de nitrógeno. Este valor fue aproximadamente 3.6 veces mayor que el obtenido en el cultivo directo de células bajo condiciones de deficiencia de nitrógeno (PL = 11.1 +/- 1.1 mg/L/día).