Producción de astaxantina bajo factores de estrés utilizando un biorreactor a escala de laboratorio de 5 L

Abstract

Introduction. Haematococcus pluvialis 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 ± 2ºC, 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.Introducción. Haematococcus pluvialis es una microalga que produce astaxantina, un betacaroteno 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±2ºC, 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.