Eloy Montero Hernández

Cultivos de Chlorococcum sp. con un digestato de excretas porcinas en condiciones controladas y no controladas

Maestría en Ciencias. Instituto de Ecología, A.C.
Correspondencia: eloy.monterohz@gmail.com

Las microalgas son organismos fotosintéticos capaces de sintetizar metabolitos secundarios con alto valor comercial. Combinar el cultivo de microalgas con aguas residuales podría resultar en un beneficio ambiental y comercial puesto que, a partir de esto, se daría tratamiento a las aguas residuales y al mismo tiempo se producirían biocombustibles y metabolitos con alto valor comercial. El objetivo principal de este trabajo fue evaluar el crecimiento y la composición bioquímica de la microalga Chlorococcum sp. utilizando como fuente de nutrientes un digestato de excretas porcinas. El estudio se realizó en dos etapas. La primera etapa, realizada bajo condiciones ambientales controladas, consistió en evaluar el crecimiento de esta cepa usando como fuente de nutrientes el digestato en diferentes concentraciones; se utilizaron fotobiorreactores de columna con un volumen de trabajo de 300 mL. En la segunda etapa se establecieron cultivos de Chlorococcum sp. en condiciones no controladas utilizando la concentración óptima del digestato (obtenida en la primera etapa) y se evaluó el crecimiento y la composición bioquímica; se utilizaron fotobiorreactores de placa plana y el volumen de trabajo fue de 20 L. En ambas etapas se establecieron cultivos control utilizando el medio de cultivo sintético Bold’s Basal medium (BBM).
En la primera etapa, Chlorococcum sp. demostró capacidad para crecer eficientemente utilizando un digestato como medio de cultivo; la mayor producción de biomasa (0.85 g L-1) se obtuvo con el digestato diluido 8% v/v. En la segunda etapa, la productividad de biomasa obtenida utilizando el digestato (23.4 mg L-1 d-1) fue estadísticamente similar a la obtenida utilizando el medio sintético BBM (26.4 mg L-1 d-1). Chlorococcum sp. pudo haber presentado crecimiento mixotrófico por la asimilación de los ácidos grasos volátiles contenidos en el digestato. El contenido de lípidos en Chlorococcum sp. se mantuvo constante durante los experimentos de ambas etapas, mientras que, bajo condiciones no controladas, el contenido de carbohidratos aumentó de 20 a 42 % (peso seco) en el cultivo control y de 20 a 45 % en el cultivo con el digestato. Se concluyó que las condiciones de estrés fisiológico por deficiencia de nitrógeno favorecieron la acumulación de carbohidratos en esta cepa, puesto que estas macromoléculas duplicaron su porcentaje durante dichas condiciones. 

La biomasa obtenida a partir de este sistema tiene el potencial para ser utilizada como materia prima para la producción de bioetanol. El sistema propuesto puede cumplir el concepto de biorrefinería a base de microalga, ya que se demostró que es posible producir biocombustibles y metabolitos con alto valor comercial a partir de microalgas y aguas residuales.

Palabras clave: : biorrefinería, biotecnología, carbohidratos, digestato, excretas porcinas.

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