Efecto de la disponibilidad de nitrógeno sobre el crecimiento, productividad y composición bioquímica de la cianobacteria Nostoc sp. PCC 7413 en condiciones diazotróficas y no diazotróficas

Abstract

La presente investigación tuvo como objeto el estudio de la cianobacteria Nostoc sp. PCC 7413 debido a que tiene la capacidad de fijar y transformar el nitrógeno en formas asimilables para su crecimiento, fue desarrollado en condiciones diazotróficas (sin adición de nitrógeno BG110) y no diazotróficas (BG11) con la finalidad de evaluar la tasa de crecimiento, producción de biomasa y composición bioquímica de la cianobacteria. Los cultivos se mantuvieron en fotobiorreactores a temperatura ambiente, suplementados con aireación continua, pulsos de CO2, irradiancia y fotoperiodo. El contenido de clorofila-a en el tratamiento con nitrógeno BG11 fue 25,87 mg L-1 mientras que la mayor producción de biomasa seca fue de 1,92 g L-1 en el tratamiento BG110. La concentración de proteína en el cultivo BG11 fue mayor siendo de 528,17 mg g-1. La determinación de ficobiliproteínas que incluye los pigmentos Ficocianina (PC) y Aloficocianina (APC), registraron altas concentraciones 0,35 y 2,17 mg g-1, respectivamente. Los carbohidratos de la biomasa presentaron una concentración de 300,70 mg g-1 y el sobrenadante fue de 1249,39 mg L-1 en el cultivo BG11. La composición bioquímica de Nostoc sp. PCC 7413 es de especial interés por la cantidad de metabolitos que produce con alto contenido proteico, lipídico, polisacáridos y vitaminas, los que son aprovechados como suplementos nutritivos y en aplicaciones biotecnológicas. Se identificó que el crecimiento medido y composición bioquímica de Nostoc sp. PCC 7413 varió de acuerdo a los requerimientos nutritivos, energéticos y aeróbicos de la cianobacteria filamentosa estudiada.

The aim of this research was to study the cyanobacterium Nostoc sp. PCC 7413 as it has the ability to fix and transform nitrogen into assimilable forms used to its growth. It was developed in diazotrophic conditions (without the addition of nitrogen BG110) and non-diazotrophic (BG11) in order to assess the growth rate, production of biomass and biochemical composition of cyanobacteria. Cultures were kept in photobioreactors at room temperature, supplemented with continuous aeration, CO2 pulses, irradiance and photoperiod. Chlorophyll-a content on BG11 nitrogen treatment was 25,87 mg L-1 while the highest production of dry biomass was 1,92 g L-1 on BG110 treatment. Protein concentration on BG11 culture was higher being 528,17 mg g-1. Determination of phycobiliproteins, which includes pigments Ficocianina (PC) and Aloficocianina (APC), registered high concentrations, 0,35 and 2,17 mg g-1, respectively. Biomass carbohydrates had a concentration of 300,70 mg g-1 and the supernatant was 1249,39 mg L-1 on BG11 culture. The biochemical composition of Nostoc sp. PCC 7413 is of special interest because of the amount of metabolites it produces with high protein, lipid, polysaccharides and vitamins, which are used as nutritional supplements and in biotechnological applications. It was identified that the measured growth and biochemical composition of Nostoc sp. PCC 7413 varied according to the nutritional, energy and aerobic requirements of the filamentous cyanobacterium studied.