Producción de biomasa y proteínas de Chlorella vulgaris Beyerinck (Chlorellales: Chlorellaceae) a través del diseño de medios de cultivo selectivos

Abstract

En los últimos años se ha vuelto cada vez más frecuente el uso de medios de cultivo basados en fuentes de fósforo, nitrógeno y microelementos como alternativa a los medios tradicionales. Por lo tanto, en este trabajo se diseñaron dos medios de cultivo mixotróficos con diferentes concentraciones de nitrato de sodio, fosfato de potasio, acetato de sodio y carbonato de amonio (estos últimos como fuente de carbono), a fin de evaluar la producción de biomasa y proteínas a partir de la microalga Chlorella vulgaris. Se realizaron diagramas de Pareto y superficies de respuesta a fin de conocer la influencia de las variables de estudio sobre la producción de proteínas. Los resultados mostraron que las mayores producciones de biomasa (3,72 para el cultivo con acetato y 2,17 g/L para el cultivo con carbonato) están directamente relacionadas con el nitrato de sodio (1,96 mM) y el fosfato de potasio (2,11 mM). Además, los máximos porcentajes de proteínas obtenidos fueron 60% y 34% para los cultivos con acetato y carbonato, respectivamente, ambos con 2,94 mM de nitrato de sodio. Finalmente, con base en el diagrama de Pareto obtenido, se encontró que para el medio de cultivo con acetato no existieron variables significativas que influyeran sobre la producción de proteínas, mientras que, en el medio de cultivo con carbonato, el nitrato de sodio y el fosfato de potasio influyeron significativamente en la producción de este metabolito.

In recent years, it has become more frequent the use of alternative culture media that use phosphorus and nitrogen sources as well as microelements, instead of using the more traditional ones. Therefore, in this study two mixotrophic culture media were designed with different sodium nitrate, potassium phosphate and sodium acetate/ammonium carbonate concentrations as carbon source, to evaluate the biomass and protein production of the microalgae Chlorella vulgaris Beyerinck. A Pareto diagram and a response surface plot were generated in order to know the significant influence that the study variables have on protein production. The results showed that higher biomass production (3.72 g/L for the culture with acetate and 2.17 g/L for the one with carbonate) are directly related to sodium nitrate (1.96 mM) and potassium phosphate (2.11 mM). In addition, the maximum protein values obtained were 60% and 34% for acetate and carbonate cultures, respectively, both with 2.94 mM of sodium nitrate. Finally, the Pareto diagram showed that for the culture based on acetate there was no significant variables that influenced protein production; whereas the culture with carbonate, sodium nitrate and potassium phosphate influenced significantly the production of this metabolite.

Nos últimos anos, tem se tornado cada vez mais frequente o uso de meios de cultura baseados em fontes de fósforo, nitrogênio e microelementos como alternativa para os meios tradicionais. Portanto, neste trabalho, foram desenhados dois meios de cultura mixotróficos para diferentes concentrações de nitrato de sódio, fosfato de potássio, acetato de sódio e carbonato de amônio (estes dois últimos como fonte de carbono), a fim de avaliar a produção de biomassa e de proteínas a partir da microalga Chlorella vulgaris. Foram realizados gráficos de barras (ou diagramas de Pareto) e superfícies de resposta para conhecer a influência das variáveis de estudo sobre a produção de proteínas. Os resultados mostraram que as maiores produções de biomassa (3,72 para a cultura com acetato e 2,17 g/L para a cultura com carbonato) estão diretamente relacionadas com o nitrato de sódio (1,96 mM) e o fosfato de potássio (2,11 mM). Além disso, as máximas porcentagens de proteínas obtidas foram 60 % e 34 % para as culturas com acetato e carbonato, respectivamente, ambos com 2,94 mM de nitrato de sódio. Finalmente, com base no diagrama de Pareto obtido, constatou-se que, para o meio de cultura com acetato, não existiram variáveis significativas que influenciassem a produção de proteínas, enquanto, no meio de cultura com carbonato, o nitrato de sódio e o fosfato de potássio influenciaram significativamente a produção desse metabólito.