Optimización y escalamiento en reactor tipo air-lift de un medio de cultivo heterotrófico para maximizar el contenido de lípidos en Chlorella sp.

PABLO C. GIORDANO; ALEJANDRO J. BECCARIA; HECTOR C. GOICOECHEA

Mendoza

Congreso; 7º Congreso Argentino de Quimica Analitica; 2013

Asociacion Argentina de Quimicos Analiticos

El biodiesel es un biocombustible líquido que consiste en ésteres de monoalcoholes de cadena corta con ácidos grasos, los que se obtienen principalmente del aceite extraído desde vegetales oleaginosos, lo cual puede implicar la distracción de recursos alimenticios y el empobrecimiento de suelos [1]. Una alternativa al empleo de estos vegetales es el uso de microorganismos oleaginosos, productores de ?aceite unicelular? [2]. Para incrementar los rendimientos y reducir los costos es útil la aplicación de herramientas quimiométricas y el uso de recursos de bajo valor económico. El objetivo de este trabajo fue optimizar la composición de un medio de cultivo heterotrófico para maximizar el contenido de lípidos en Chlorella sp. Se empleó una cepa de Chlorella sp. que se mantuvo en medio Bold 3N modificado (B3NM) a 20ºC. Los cultivos se realizaron en frascos Erlenmeyer, se incubaron a 30°C y se inocularon con una alícuota de un cultivo desarrollado en B3NM. La biomasa se cuantificó por conteo en cámara, y el contenido de lípidos aplicando una técnica espectrofluorimétrica. Se planteó un diseño central compuesto considerando 3 factores: A-concentración de fte. de C (5-50 g/L), B-relación fte. de C/ fte. de N (10-50) y C-concentración de CuSO4 (0-1 mg/L); y 2 respuestas: 1-densidad celular (x106 céls /mL) y 2-concentración de lípidos (ppm). Los datos se analizaron usando un software de diseño experimental. Los 3 factores fueron significativos para ambas respuestas, que se ajustaron con modelos cúbicos, con coeficientes de determinación (R2) de 0,94 y 0,83, respectivamente, lo cual refleja la buena calidad de ambos ajustes. Luego, se aplicó la función deseabilidad para obtener la combinación óptima de factores que garantice la mayor acumulación de lípidos, que resultó ser: A=33,3 g/L, B=33,1 y C=1,0 mg/L con valores predichos para las respuestas 1 y 2 de 1,4 x 107 céls /mL y 40,8 ppm, respectivamente. Realizando experimentos independientes se comprobaron los resultados predichos: (2,1±0,3) x 107 céls /mL para la respuesta 1 y (35,7±2,0) ppm para la respuesta 2. Luego, se escaló la formulación óptima en un reactor tipo air-lift: El cultivo se prolongó por 15 días y se obtuvieron 75 ppm de lípidos, o sea un 110% más respecto del cultivo en Erlenmeyer. Se concluye que el uso de herramientas quimiométricas, en este caso diseño y optimización de experimentos, es útil a la hora de desarrollar medios de cultivo que garanticen una buena acumulación de lípidos por parte de Chlorella sp. Referencias [1] - J.A. Duffield, Inhal. Toxicol. 19, 1029 (2007). [2] - S. Galafassi, D. Cucchetti, F. Pizza, G. Franzosi, D. Bianchi, C. Compagno, Bioresour. Technol. 111, 398 (2012).