Producción de astaxantina bajo factores de estrés utilizando un biorreactor a escala de laboratorio de 5 L / Astaxanthin production under stress factors using a 5L laboratory scale bioreactor / Astaxanthin production under stress factors using a 5L laboratory scale bioreactor

Resumen Introducción. Haematococcus pluvialis es una microalga que produce astaxantina, un beta-caroteno y antioxidante muy usado en la industria. Para obtener una mayor producción de astaxantina se planteó como objetivo utilizar diferentes factores de estrés, en un biorreactor a escala de laboratorio de 5 litros. Metodología. Se cultivó la microalga en el medio RM, pH 6,8, temperatura 20±2°C, aire filtrado, iluminación con lámparas blancas 20h luz/4h oscuridad, irradianza 70 μE m-2s-1, diferentes concentraciones de acetato de sodio y cloruro de sodio. Se determinó crecimiento celular, cambios morfológicos y cuantificación de astaxantina y clorofila por espectrofotometría. Se realizó un análisis estadístico utilizando ANOVA (95%). Resultados. 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 una concentración de astaxantina de 1,9 μg/ml. El tratamiento al cual se le adicionó 1,6 g/L de acetato de sodio y 6,4 g/L de cloruro de sodio presentó la mayor producción astaxantina 7,3 μg/ml. El tratamiento con acetato de sodio 0,320 g/L + cloruro de sodio 1,28 g/L presentó el mayor crecimiento celular con 1,64x105 células/ml. Conclusión. Esta investigación destaca la importancia de cultivar inicialmente la microalga utilizando el biorreactor Tecferm de 5 litros y después de su fase exponencial someterla a factores de estrés con acetato de sodio y cloruro de sodio lográndose así la mayor producción de astaxantina 7,325 μg/ml.

Abstract Introduction. Haematococcuspluvialis is a microalgae that produces astaxanthin, a beta-carotene and antioxidant widely used in industry. In order to obtain a higher production of astaxanthin, the objective was to use different stress factors, in a 5-liter laboratory-scale bioreactor. Methodology. The microalgae was cultivated in the RM medium, pH 6.8, temperature 20 ± 2°C, filtered air, illumination with white lamps 20h light/4h darkness, irradiance 70 μE m-2s-1, different concentrations of sodium acetate and chloride of sodium. Cell growth, morphological changes and quantification of astaxanthin and chlorophyll were determined by spectrophotometry. Statistical analysis was performed using ANOVA (95%). Results. Using 0.299 mg/L of sodium acetate a cell growth of 2.0 x 104 Cel/mL and an astaxanthin concentration of 2.530 μg/mL were obtained, while with 1.6 mg/L of sodium acetate the cell growth It was 3.5 x 104 Cel/mL and an astaxanthin concentration of 1.9 μg/mL. The treatment to 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. Treatment with 0.320 g/L sodium acetate + 1.28 g/L sodium chloride showed the highest cell growth with 1.64x105 cells/ml. Conclusion. 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, thus achieving the highest production of 7.325 μg/ml astaxanthin.

Evaluación de las condiciones de crecimiento celular para la producción de astaxantina a patir de la microalga Haematococcus pluvialis / Evaluation of Cell Growth Conditions for the Astaxanthin Production as of Haematococcus pluvialis Microalgae

Resumen En la actualidad la astaxantina de origen natural es uno de los pigmentos carotenoides con importantes aplicaciones en la industria alimenticia, farmacéutica y cosmética, debido a sus grandes propiedades dentro de las que se destaca su gran poder antioxidante, efecto preventivo del cáncer, incremento de la respuesta inmune, inhibición de los radicales libres entre muchas otras. Haematococcus pluvialis es una microalga verde de agua dulce y es una de las fuentes naturales con mayor producción de astaxantina ya que es capaz de acumular hasta un 3% de astaxantina en peso seco. El objetivo del presente trabajo fue determinar el medio de cultivo y las condiciones óptimas para el crecimiento y la producción de astaxantina a partir de Haematococcus pluvialis. La influencia de diferentes factores como el pH, temperatura, agitación, aireación CO2 e iluminación favorecen el crecimiento celular, al darle un ambiente óptimo a la microalga. Para determinar las condiciones nutricionales óptimas, se evaluó el efecto de diferentes medios de cultivo (BBM, OHM, RM) en Birreactores de 500mL con 350mL de medio y 1x104cel/ml de inóculo en fase exponencial, las condiciones de cultivo empleadas fueron: pH. 6.7 a 7, CO2 al 5%, fotoperiodo de 16 horas luz 8 oscuridad, irradianza 70μE/m2s; Los resultados mostraron que el mayor crecimiento o producción celular se obtuvo en el medio RM con 7,5 x 105 cel/ml en el día 36, y la mayor producción de astaxantina se obtuvo en el medio RM con una concentración de 8.3 μg/ml en el tratamiento 4.

Abstract Currently astaxanthin of natural origin is one of the carotenoids with important applications in the food, pharmaceutical and cosmetics, due to their large properties within its powerful antioxidant, cancer preventive effect, increase the immune response, inhibiting free radicals among many others. Haematococcus pluvialis is a freshwater green microalgae and is one of the largest natural sources of astaxanthin production as it is able to accumulate up to 3% astaxanthin by dry weight. The aim of this study was to determine the culture medium and the optimal conditions for growth and production of astaxanthin from Haematococcus pluvialis. The influence of different factors such as pH, temperature, agitation, aeration and lighting, CO2, promote cell growth, by giving an optimal environment to microalgae. To determine the optimal nutritional conditions for cell growth the effect of different culture media (BBM, OHM, RM) in bioreactors of 500 ml with 350mL of medium and 1x104 cells/ml inoculum was evaluated in exponential phase, the culture conditions employed they were: pH. 6.7 to 7, 5% CO2, 16 hours photoperiod Light 8 dark, irradiance 70 μE / m2s; The results showed that the highest growth and cell reproduction was obtained in the middle RM with 7.5 x 105 cells /ml on day 36, and increased production of astaxanthin was obtained in the middle RM with a concentration of 8.3 ug / ml in the treatment 4.

Evaluación de un sistema de medio fijo como soporte para una película microbiana capaz de reducir Cr (VI) de lodos residuales de curtiembres / Evaluation of a system of fixed media support for a film capable of reducing microbial Cr (VI) of tannerysewage sludge

El objetivo de esta investigación fue implementar un método microbiológico que permita reducir las concentraciones de cromo (VI) de lodos residuales provenientes de curtiembres mediante la combinación de procesos de ingeniería ambiental y microbiología. Se empleó un sistema de medio fijo que contenía un soporte de plástico al cual se adhiere la lama de microorganismos que realiza el proceso de purificación bajo condiciones físicas controladas, esto es demostrado in vivo con mediciones de cromo VI por absorción atómica del efluente tratado e in vitro mediante aislamiento e identificación de los microorganismos en medios de cultivo selectivos con K2CrO4. Los resultados demuestran una reducción de Cr (VI) del 58% por parte de los microorganismos: Bacillus cereus, Acinetobacter iwoffi, Lactobacillus agilis, Penicillium sp. y Cladosporium sp. capaces de tolerar concentraciones de 300 ppm de Cr (VI).

The goal of this research was to implement a microbiological method to reduce the concentrations of chromium (VI) of sewage sludge from tanneries through the combination of processes of environmental engineering and microbiology. A system of fixed medium was used, it contained a plastic support to which the lama of microorganisms adheres, performing the purification process under controlled physical conditions, this is demonstrated in vivo with measurements of chromium VI by atomic absorption of treated effluent and in vitro by isolation and identification of microorganisms in selective culture media with K2CrO4. The results show a 58% Cr (VI) reduction of the microorganisms: Bacillus cereus, Acinetobacter iwoffi, Lactobacillus agilis, Penicillium sp. and Cladosporium sp. Which are able to tolerate Cr (VI) concentrations of 300 ppm.