Producción de astaxantina en Haematococcus pluvialis bajo factores de estrés salino utilizando un biorreactor de 5 L

• Autores: Ana Graciela Lancheros Díaz, Luis Eduardo Díaz Barrera, Judith Elena Camacho Kurmen
• Localización: Revista Mutis, ISSN-e 2256-1498, Vol. 11, Nº. 2, 2021, págs. 64-83
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Astaxanthin Production in Haematococcus pluvialis under Salt Stress Factors Using a 5L Laboratory Bioreactor
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    Haematococcus pluvialis es una microalga que produce astaxantina, un betacaroteno y antioxidante ampliamente usado en la industria. Con el fin de obtener una mayor producción de astaxantina, se planteó como objetivo utilizar diferentes factores de estrés en un biorreactor de 5 litros a escala de laboratorio. Se cultivó la microalga en el medio RM con un pH de 6,8, temperatura 20 ± 2 ºC, aire filtrado, iluminación con lámparas blancas 20 h luz/4 h oscuridad, irradiancia 75 luxes y el uso de diferentes concentraciones de acetato de sodio y cloruro de sodio. Se determinó crecimiento celular, cambios morfológicos y cuantificación de astaxantina y clorofila por espectrofotometría. Además, se realizó un análisis estadístico a través de ANOVA (95 %). Utilizando 0,299 mg/L de acetato de sodio se obtuvo un crecimiento celular de 2,0 x 104 cel/mL y una concentración de astaxantina de 2,530 µg/mL, mientras que con 1,6 mg/L de acetato de sodio el crecimiento celular fue de 3,5 x 104 cel/mL y la concentración de astaxantina de 1,9 µg/ml. El tratamiento que recibió 1,6 g/L de acetato de sodio y 6,4 g/L de cloruro de sodio presentó la mayor producción de astaxantina (7,3 µg/ml). Por su parte, el tratamiento con acetato de sodio 0,320 g/L + cloruro de sodio 1,28 g/L presentó el mayor crecimiento celular (1,64 x 105 células/ml). Esta investigación destaca la importancia de cultivar inicialmente la microalga utilizando el biorreactor Tecferm de 5 litros, para luego, una vez finalizada su fase exponencial, someterla a factores de estrés con acetato de sodio y cloruro de sodio, con lo cual se logra una mayor producción de astaxantina (7,325 µg/ml).

  • English

    Haematococcus pluvialis is a type of microalgae that produces astaxanthin, a beta-carotene and antioxidant widely used for industrial purposes. Therefore, the objective of this research was to test different stress factors in a 5-liter laboratory-scale bioreactor in order to obtain a higher production of astaxanthin. The microalgae were cultivated in the RM medium, a pH of 6.8, temperature 20 ± 2 ºC, filtered air, illumination with white lamps at a ratio of 20h light/4h darkness, irradiance 75 luxes, and different concentrations of sodium acetate and chloride of sodium. Cell growth, morphological changes, and the quantification of astaxanthin and chlorophyll were determined by spectrophotometry. Statistical analysis was performed through ANOVA (95%). A cell growth of 2.0 x 104 Cel/mL and an astaxanthin concentration of 2.530 µg/mL were obtained using 0.299 mg/L of sodium acetate. Using 1.6 mg/L of sodium acetate cell growth was 3.5 x 104 Cel/mL and astaxanthin concentration reached a value of 1.9 µg/mL. The treatment in which 1.6 g L of sodium acetate and 6.4 g/L of sodium chloride were added showed the highest astaxanthin production (7.3 µg/ml). In addition, the treatment with 0.320 g/L sodium acetate + 1.28 g/L sodium chloride showed the highest cell growth (1.64x105 cells/ml). This research highlights the importance of initially cultivating the microalgae using the 5-liter Tecferm bioreactor and —after its exponential phase— subjecting it to stress factors with sodium acetate and sodium chloride, which allows achieving a high production of astaxanthin, estimated at 7.325 µg/ml.