(número 3) 2010 Cultivo de Scenedesmus obliquus/Cultivation of Sc

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Revista Computadorizada de Producción Porcina Volumen 17 (número 3) 2010 Cultivo de Scenedesmus obliquus/Cultivation of Scenedesmus obliquus INTRODUCCIÓN En los últimos años se ha incrementado el trabajo con las microalgas como fuente de una amplia gama de compuestos químicos de calidad, aceites y polisacáridos, acondicionadores del suelo y en el tratamiento de residuales orgánicos e inorgánicos (Guzmán y Gato 2001; Molina y Fernández 2001; Wen y Chen 2001; Asker y Ohta 2002). Algunas son utilizadas para la obtención de nuevos fármacos, antimicrobianos, factores vitamínicos, bioestimulantes, y como fuente de proteínas no convencionales (Choi 2002; Huheihel y Ishanu 2002; Pinto y Pedersen 2002; Tonon y Harvey 2002). Dentro de los factores más importantes a tener en cuenta en el cultivo de microalgas se encuentran los nutrientes, que influyen directamente en el rendimiento, de ahí la importancia de llevar a cabo estudios a escala de laboratorio con cepas de interés científico y comercial. El género Scenedesmus se utiliza en el tratamiento de aguas residuales por su capacidad de remover nutrientes y metales pesados con gran eficiencia y rapidez. Sin embargo, también es conocido su uso por los diferentes productos que se pueden obtener de la misma como pigmentos, proteasas, amilasas, de gran importancia en la industria alimentaria, cosmética y en el tratamiento de enfermedades como el cáncer, la diabetes y otras de origen viral (Huheihel y Ishanu 2002; León y Martín 2003; Carballo y Tuan 2003) además en la obtención de hidrógeno como combustible (De la Rosa y Montes 2001). Numerosos artículos han sido publicados sobre medios de cultivos para el mantenimiento de cepas de Scenedesmus a escala de laboratorio, sin embargo, si bien es cierto que las cepas mas conocidas de Scenedesmus obliquus o Scenesdesmus quadricauda crecen muy bien en casi todos los medios minerales para algas de agua dulce, esto no implica la conveniencia de todos los medios para todos los aislamientos de Scenedesmus, pues existen ciertas especies que por razones desconocidas crecen lentamente en soluciones de cultivo en las cuales otras prosperan( Borowitzka 1988). El objetivo del presente trabajo fue estudiar el comportamiento de Scenedesmus obliquus en diferentes medios de cultivo. MATERIALES Y MÉTODOS Microorganismo utilizado La cepa de la especie utilizada fue el alga verde Scenedesmus obliquus a partir de la colección de microalgas del Departamento de Estudios sobre Contaminación Ambiental, Centro Nacional de Investigaciones Científicas la cual fue mantenida en medio Agar extracto de suelo (AES) según (Jones y Cannon 1988). Desarrollo de cultivos en reactores Se utilizaron dos reactores tipo columnas de dos litros de capacidad cada uno. En un reactor se empleó medio Extracto de Suelo (AES) y en el otro medio Albañal Sintético (AS) según (Martínez 1982) respectivamente, a los cuales se les adicionó el inóculo del cultivo de Secenesdesmus obliquus (1%), en la fase logarítmica de crecimiento. Para mantener agitado y homogéneo el sistema se suministró aire a razón de 100 L/h, que fue medido con un regulador de flujo. Los reactores trabajaron en modo discontinuo (batch), se mantuvieron con un régimen de luz /oscuridad de 8/16 horas durante 16 días y la iluminación se obtuvo mediante lámparas fluorescentes de 40 w. Se colocaron en un local cuya temperatura media era de 29.7 o C. Las muestras se tomaron con una frecuencia de 0, 2, 5, 7, 9,12 y 16 días. Determinación de variables biocinéticas Se determinó la Densidad óptica, clorofila a, sólidos suspendidos volátiles, pH y la producción de biomasa en el sistema, siguiendo las recomendaciones de los métodos normalizados para el análisis de aguas y aguas residuales (AWWA/ APHA/WEF 2000). A partir de los resultados se calculó la velocidad de crecimiento específica (μ) y el tiempo de duplicación (td) de los sistemas mediante las fórmulas: ln (x 2 / x1) µd –1 = ------------------ t2 -- t1 donde: X 2 = concentración de biomasa al final de un intervalo de tiempo escogido. X 1 = concentración de biomasa al principio de un intervalo de tiempo escogido. t 2 – t 1= tiempo transcurrido entre los intervalos escogidos. td = 0.6931/µ Para el análisis estadístico de los resultados se aplicó la prueba t de Student (Steel et al 1997) para series apareadas con un nivel de confianza del 95 %.. Los datos se procesaron con el paquete de programas estadístico Microsoft Excel y se utilizó una regresión lineal simple para los datos de sólidos suspendidos volátiles y clorofila a. RESULTADOS Y DISCUSION En la tabla 1 se presenta el comportamiento de la producción de biomasa en el medio Extracto de suelo y en Albañal sintético. Tabla 1. Comportamiento de la producción de biomasa (mg/L) de Scenedesmus obliquus en diferentes medios Medio tiempo Extracto de Albañal (días) suelo Sintético EE± 0 34.33 42.00 1.9* 2 41.67 65.00 3.1* 5 72.67 85.00 2.5** 7 63.00 71.30 3.0* 9 41.67 55.33 2.2** 12 31.67 31.67 2.0 16 24.70 28.40 2.2 * P< 0.05 ** P< 0.01 235
Revista Computadorizada de Producción Porcina Volumen 17 (número 3) 2010 Cultivo de Scenedesmus obliquus/Cultivation of Scenedesmus obliquus Se encontraron diferencias significativas en este indicador hasta los nueve días, durante el tiempo investigado, apreciándose los valores más altos en el medio Albañal Sintético, lo cual puede estar dado por la existencia en el mismo de nutrientes fundamentales como el bicarbonato, la peptona y una mezcla de elementos traza que estimulan el crecimiento algal, además en este medio el nitrógeno está presente en forma amoniacal, condición que favorece una mayor asimilación de este nutriente por la microalga (Huertas y Colman 2002; VanHunnik y Amoroso 2002; Binaghi 2003) Las ecuaciones de regresión obtenidas para cada medio de cultivo fueron para el medio AES, y = 51.19x + 6.5261 con R 2 = 0.9836 y para el medio AS, y = 70.26x + 4.4022 con R 2 = 0.9684 El ajuste de la recta de regresión entre los valores de clorofila (ca) y los sólidos suspendidos volátiles (SSV) para los medios AES y AS fue satisfactorio con valores de 0.98 y 0.96 en el coeficiente de determinación, respectivamente. Para ambos medios se obtuvo una correlación lineal entre los SSV y la concentración de clorofila a, en el medio Albañal Sintético la correlación fue SSV= 70.26 + 4.40 ca y para el medio Extracto de Suelo, SSV= 51.19 + 6.52 ca (AES). La existencia de esta correlación permite ahorrar tiempo y reactivos para determinar la concentración de uno de estos parámetros. En la tabla 2 se presentan las velocidades de crecimiento específico y el tiempo de duplicación en los dos medios de cultivo investigados. Tabla 2. Velocidades de crecimiento específico y tiempo de duplicación en los dos medios de cultivo Medios de Medias μ cultivo 1 (d –1 ) Extracto Suelo 0.16 Albañal Sintético 0.33 EE± 0.03 0.12** 1 Velocidad de crecimiento especifico 2 tiempo de duplicación **P
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