RCGI V 21 N 57

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GÓMEZ, M., GIORGANA FIGUEROA, J.L., SALVADOR AGUILAR, O., RODRÍGUEZ GIL, L.A., REYES SOSA, C.F., NAHUAT DZIB, S.L., GAXIOLA, G.; PALOMINO, G. Y BALAM, P.A C B B B B B Especie Recombinante Rhodococcus jostii RHA1 Rhodococcus Opacus PD630 Rhodococcus Opacus PD630 Rhodococcus Opacus PD630 Recombinante Rhodococcus Opacus PD630 Rhodococcus Opacus DSM 1069 Gordonia sp. DG Streptomyces coelicolor. Rendimiento de lípidos (g/L) Coeficient e de lípidos (%) Fuente Wnag (2012) -- 52.5 Xiong et al. 2012 -- -- -- -- 38 36 18.2 68.3 Kurosawa et al. 2010 Wang et al. 2014 Kosa and Ragauskas. 2012 Xiong et al. 2012 -- 11.14 Kosa and Ragauskas. 2012 -- 50 Gouda et al. 2008 *TG Clave: L = levadura; B = bacteria y H = hongos De las levaduras son especialmente adecuadas las especies de Candida, Lipomyces, Rhodotorula, Endomyces. El caso de los mohos las especies de Mucor, Rhizopus, Penicillium, Aspergillus y Fusarium. De acuerdo a lo descrito por Álvarez y Steinbüchel (2002), Yi y Zheng (2006), Li (2008) y Wältermann (2000), la acumulación de triglicéridos en bacterias se ha observado en un reducido número de organismos pertenecientes a bacterias Gram positivo del orden Actinomycetales, tales como; Mycobacterium, Streptomyces , Rhodococcus y Nocardia ; a bacterias Gram Negativo como Acinetobacter, Alkanivorax o Marinobacter. Otras bacterias reportadas son Pseudomonas, Enterobacter, Bacillus y Streptococus. Estos se caracterizan por una acumulación sobre el 20% en peso seco de triglicéridos los que constituyen la materia prima esencial y el primer paso para la producción de biodiesel. Tabla 2.-Producción de microalgas reportadas. Especies de Rendimient Coeficiente microalgas C o de lípidos de lípidos marinas y (mg/L) (% ) dulceacuícolas A A A Ankistrodesmus sp. Botryococcus braunii Botryococcus braunii var.1 Botryococcus braunii var.2 Chaetoceros muelleri -- -- -- -- -- -- -- -- -- 24,0–31,0 24 5-40 3 25,0–75,0 43 63 53 86 Fuente Mata, T. et al. 2010 Metzerg, Largeau. 2005 Dunahay. et al. 1996 Felizardo.et al.2006 Mata, T. et al. 2010 Sawayana, S. 1995 Cohen ,Z. 1986 Sawayana, S. 1995 Cohen ,Z. 1986 21.8 33,6 Mata, T. et al. 2010 C A A A A Especies de microalgas marinas y dulceacuícolas Chaetoceros gracilis Chaetoceros calcitrans Characium polymorphum Chlorella emersonii Rendimient o de lípidos (mg/L) Coeficiente de lípidos (% ) Fuente -- 46 Sawayana, S. 1995 17.6 14,6– Mata, T. et al. 2010 16,4/39,8 -- 42 Sawayana, S. 1995 10.3-50 -- -- -- -- 25,0–63,0 63 63 57 57 Mata, T. et al. 2010 Griffits , et al.2009 Hu, Q. et al. 2008 Sawayana, S. 1995 Cohen ,Z. 1986 A Chlorella minutissima A Chlorella 12-14 14.6–57.8 Mata, T. et al. 2010 protothecoides A Chlorella 44.7 19.0–22.0 Mata, T. et al. 2010 sorokiniana A Chlorella 11.2-40 5,0–58,0 Mata, T. et al. 2010 vulgaris 5.1-56 Griffits , et al.2009 A Chlorella sp. 42.1 10.0–48.0 Mata, T. et al. 2010 A Chlorella -- 2.0 Mata, T. et al. 2010 pyrenoidosa A Chlorella 18.7 18.0–57.0 Mata, T. et al. 2010 A Chlorococcum 53.7 19,3 Mata, T. et al. 2010 sp. A Chlorococcum -- 44.4 Sawayana, S. 1995 oleofaciens A Croomonas -- 44 Ritmann, B.E. salina 2008 A Chrysochrom -- 47.6 Sawayana, S. 1995 polylepsis -- 47.5 Ritmann, B.E. 2008 A Crypthecodiniu m cohnii -- 20.0-51.1 45 Mata, T. et al. 2010 Hu, Q. et al. 2008 A Cyclotela sp. -- 54 Sawayana, S. 1995 A Dunaliella salina A Dunaliella primolecta 116 -- -- -- -- -- -- -- 6.0-25.0 9.2-47.2 9.2-47.2 9.2-47.2 23,1 23-53.8 23-53.8 23-53.8 Mata, T. et al. 2010 Sawayana, S. 1995 Cohen ,Z. 1986 Ritmann, B.E. 2008 Mata, T. et al. 2010 Felizardo.et al.2006 Sawayana, S. 1995 Ritmann, B.E. 2008 A Dunaliella -- 16.7–71.0 Mata, T. et al. 2010 tertiolecta A Dunaliella sp. 33.5 17.5–67.0 Mata, T. et al. 2010 A Ellipsoidion sp. 47.3 27.4 Mata, T. et al. 2010 A Euglena gracilis -- -- 14.0–20.0 55 Mata, T. et al. 2010 Sawayana, S. 1995 A Haematococcus -- 25,0 Mata, T. et al. 2010 pluvialis A Hantzchia sp. -- 61 Sawayana, S. 1995 Hormotilopsis -- 49.1 Sawayana, S. 1995 gelatinosa A Isochrysis -- 7.0-40.0 Mata, T. et al. 2010 galbana A Isochrysis sp. 37.8 -- -- 7.1-33 7.1-47 7.1-47 Mata, T. et al. 2010 Metzerg, Largeau. 2005 Ritmann, B.E. 2008 A A A Monodus subterraneus Monallanthus salina Nannochloris sp. 30.4 -- -- -- -- -- 60,9-76,5 -- -- 16,0 39.3 40 20,0–22,0 20 72 20,0–56,0 20 47.8 Mata, T. et al. 2010 Felizardo.et al.2006 Sawayana, S. 1995 Mata, T. et al. 2010 Felizardo.et al.2006 Sawayana, S. 1995 Mata, T. et al. 2010 Felizardo.et al.2006 Ritmann, B.E. 2008 A Nannochlorops 84,0- 22,7–29,7 Mata, T. et al. 2010 30 REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA. Vol. 21 NÚM. 57
COMPARACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE LÍPIDOS DE: CHAETOCEROS MUELLERI, NANNOCHLOROPSIS OCULATA, Y TETRASELMIS CHUII CRECIDAS EN CULTIVO SUMERGIDO CON FINES ENERGÉTICOS C Especies de microalgas marinas y dulceacuícolas Rendimient o de lípidos (mg/L) Coeficiente de lípidos (% ) Fuente is oculata. 142,0 Nannochloropsi -- 40.8-72.2 Cohen ,Z. 1986 s salina A Nannochloropsi 37,6–90,0 12,0–53,0 Mata, T. et al. 2010 s sp. A Naviculla pelliculosa -- -- 22 44.8 Sawayana, S. 1995 Ritmann, B.E. 2008 A Neochloris oleoabundans -- -- 29,0–65,0 18.9 88.8 Mata, T. et al. 2010 Sawayana, S. 1995 Banerjee.et al. 2002 A Nitzschia sp. -- 16,0–47,0 Mata, T. et al. 2010 A Nitzschia laevis -- 69.1 Hu, Q. et al. 2008 A Ochoromonas danica -- -- 39 71 Sawayana, S. 1995 Ritmann, B.E. 2008 A Oocystis pusilla -- 10,5 Mata, T. et al. 2010 A Ourococcus sp. -- -- 27 49.5 Sawayana, S. 1995 Ritmann, B.E. 2008 A Parietochlorosi -- 62 Hu, Q. et al. 2008 s incisa A Pavlova salina 49,4 30,9 Mata, T. et al. 2010 A Pavlova lutheri 40,2 35,5 Mata, T. et al. 2010 A Phaeodactylum 44,8 18,0–57,0 Mata, T. et al. 2010 tricornutum A Porphyridium 34,8 9,0– Mata, T. et al. 2010 cruentum 18,8/60,7 A Radiosphaera nagevensis -- -- 43 43 Sawayana, S. 1995 Ritmann, B.E. 2008 A Scenedesmus dimorphus -- -- -- 6 6 6 Sawayana, S. 1995 Ritmann, B.E. 2008 Griffits , et al.2009 Mata, T. et al. 2010 Griffits , et al.2009 A Scenedesmus obliquus -- -- 11,0–55,0 11-55 A Scenedesmus 35,1 1,9–18,4 Mata, T. et al. 2010 quadricauda A Scenedesmus 40,8– 19,6–21,1 Mata, T. et al. 2010 sp. 53,9 A Scotiella sp. -- 34.5 Sawayana, S. 1995 -- 48 Banerjee.et al. 2002 A Schizochytrium -- 50-77 Felizardo.et sp. al.2006 A Skeletonema sp. 27,3 13,3–31,8 Mata, T. et al. 2010 A Skeletonema 17,4 13,5–51,3 Mata, T. et al. 2010 costatum A Spirulina -- 4,0–16,6 Mata, T. et al. 2010 platensis A Spirulina -- 4,0–9,0 Mata, T. et al. 2010 maxima A Thalassiosira 17,4 20,6 Mata, T. et al. 2010 pseudonana A Tetraselmis 27,0– 8,5–23,0 Mata, T. et al. 2010 suecica 36,4 A Tetraselmis sp. 43,4 12,6–14,7 Mata, T. et al. 2010 A Tetraselmis chuii C: Clave A=microalga -- 10.6 Mallo, Juan C, & Fenucci, Jorge L. (2004). Los lípidos son uno de los principales componentes de las microalgas, son componentes importantes de las membranas celulares, productos de almacenamiento, metabolitos y almacenes de energía. Mientras que muchas cepas de microalgas por naturaleza tienen un alto contenido de lípidos (alrededor de 20-50% peso seco), es posible aumentar la concentración mediante la optimización de los factores determinantes del crecimiento tales como el control de nivel de nitrógeno, la intensidad de luz, la temperatura, la salinidad, la concentración de dióxido de carbono y el proceso de cosecha. Tabla 3.- Ventajas y desventajas de los microorganismos oleaginosos Microorganismo Ventajas Desventajas s Levaduras Meng et al.2009 Hongos Meng et al.2009 Bacterias Li et al.2008 Trimbur et al.2009 Microalgas Chisti et al.2007 Li et al.2008 Meng et al.2009 *Algunas especies pueden acumular hasta 70% de lípidos. *Acumulan una gran cantidad de triglicéridos ricos en ácidos grasos poliinsaturados. *Mayor velocidad de crecimiento que hongos y bacterias. *Producción a gran escala sencilla *Son capaces de acumular hasta un 90% de lípidos. *Acumulan una gran cantidad de triglicéridos ricos en ácidos grasos poliinsaturados. *Capaces de generar una gran cantidad de biomasa en menos de 12 h *Su ventaja radica en su facilidad de cultivo y rápido crecimiento. *Contienen entre 25 y 30% de grasas con los ácidos esteárico, palmítico, y oleico como mayoritarios. *Son capaces de doblar su biomasa en menos de 24 h. *La mayoría son ricas en contenido de aceite. *El contenido lipídico de las microalgas varía desde 1% hasta un 90% en condiciones óptimas. *Menor afectación debido a cambios estacionales o climatológicos *Son más fáciles de almacenar, transportar y adaptar en economía de escala MATERIALES Y MÉTODOS *Menor velocidad de crecimiento que levaduras. *Menor velocidad de crecimiento que levaduras. *Acumulan menor cantidad de lípidos que las microalgas, generalmente entre un 40 y un 20%. *Su producción a escala industrial no es viable debido a la dificultad para extraer los lípidos, ya que se encuentran en la membrana externa. *Los costes de producción con las tecnologías existentes en la actualidad son elevados. Las especies de microalgas Chaetoceros muelleri, Nannochloropsis oculata y Tetraselmis chuii se obtuvieron por donación de la colección de microalgas de la Unidad Académica Sisal UNAM del laboratorio de tecnología en producción de alimento vivo, Yucatán. El agua de mar que se utilizó en los cultivos, fué previamente tratada, a través de un filtro de arena de 50 micras, dos filtros de calcetín de 10 y 5 micras, y luz ultravioleta. Posteriormente se trató químicamente adicionando hipoclorito de sodio comercial 0.3ml /L de 1 a 24 horas. El cloro residual fue eliminado agregando 0.15/L de tiosulfato de sodio, verificando la neutralización con ortotolidina. Chaetoceros muelleri, Nannochloropsis oculata y Tetraselmis chuii fueron cultivadas en reactores de 2 litros con fotoperiodos de 24 horas y 3,000 lux, pH 7.5-8, salinidad 30 ppm, temperatura 22-24ºC utilizando medio F/2 Guillard adicionado con metasilicato en el caso de Chaetoceros muelleri, después del crecimiento se midieron sus parámetros cinéticos y se llevó a cabo la evaluación cuantitativa de la producción de lípidos, en la fase estacionaria a los 8 días para REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN. INSTITUTO TECNOLÓGICO MÉRIDA Vol. 21 NÚM. 57 31
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