Optimización de las condiciones de cultivo de la microalga Cyclotella meneghiniana para la producción de biodiesel

REARTE T.A.; VENTURA M.; FIORITO C.; SABATTE F.; IORIO A. F. DE; VELEZ C.G.

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Congreso; IV Congreso de Ciencias Ambietales COPIME; 2013

Consejo Profesional de Ingenieria Mecánica y Electricista

Recientemente se ha propuesto la utilización de microalgas comomateria prima para la producción debiocombustibles y otros productos devalor agregado por diversas ventajas, tales como su alta productividad, la posibilidad de usaragua de baja calidad, incluyendo agua de mar, fijación de dióxido de carbono, yel hecho de que no compiten por tierras arables ni conla demanda de alimentos. Dentro de las microalgas, diversos autores handemostrado la potencialidad del grupo de las diatomeas (Bacillariophyceae) parala producción de biodiesel gracias a sus elevados contenidos de lípidos. Eneste sentido el objetivo del presente trabajo es evaluar las condicionesóptimas de cultivo de la diatomea céntrica Cyclotellameneghiniana especie cosmopolita capaz de crecer tanto en aguas dulces, salobrescomo salinas con escasos estudios en la temática. La cepa estudiada proviene dela colección de microalgas de Goettingen, Alemania (SAG), cepa 1020-1a. Lasviariables estudiadas fueron variación en nutrientes mayoritarios y susrelaciones (N, P y Si), intensidad de luz, salinidad, distintos medios decultivo, densidad inicial, aireación y adición de sustratos orgánicoscarbonados. Se utilizaron como base los medios Bold Basal Medium (BBM),Bacillariophycean Medium (DIAT) y Brackish Water Medium (BWM) y variantes delos mismos. Los mejores resultados se obtuvieron con los medios salobres BWMdentro de los cuales la remoción del extracto de suelo al mediobrackish presentaría el mayor efecto sobre el crecimiento. Los medioscon agua dulce (BBM y DIAT) y el medio Brackish con agua de red sustituyendo el aguadestilada, presentaron muy bajos crecimientos. En el caso de los medios dulces, todospresentaron agregación de células, y no una suspensión homogéneacomo en el caso de los Brackish. En base a los resultados obtenidos, los siguientes ensayos se realizaron enmedio BWM. El aumento en el contenido de N, P, Si provocó un aumento en laproducción de biomasa, en la tasa de crecimiento, y una disminución en elcontenido de clorofila a, presentandola relación N:P:Si 1:7,6:1,35 el mayor crecimiento. Unadensidad celular inicial de 10000cel.ml-1, aumento gradual de laintesidad lumínica, salinidad al 50% y aireación, aumentaron las tasas decrecimiento y la producción de biomasa. En condición de baja luz (~14umol.m-2.seg-1)se observó reproducción sexual por formación de auxosporas. En cuanto a laadición de sustratos orgánicos carbonados se compararon condiciones deautotrofia (presencia de luz con medio BWM), mixotrofía (presencia de luz conmedio BWM-Glicerol 0,1M / BWM-Glicerol 0,005M / BWM-Glucosa 0,05M / BWM-Glucosa0,005M) y heterotrofía (similar mixotrofia en ausencia de luz). Lascondiciones mixotróficas presentaron mayores tasas de crecimiento pero conmenor crecimiento total respecto del control, siendo el glicerol el sustratomás adecuado; sin embargo en condición de heterotrofia (ausencia de luz) loscultivos no presentaron crecimiento alguno demostrando que la especie seríafotótrofa obligada. Los valores máximos de crecimiento del alga obtenidos son:densidad delular 2,5x106cel.ml-1, tasa crecimientoexponcial 1,1d-1, biomasa 0,5g.L-1, y un contenido de lípidostotales alrededor del 29%, presentando un elevado potencial para la producciónde biodiesel.