Optimización de condiciones de cultivo de Scenedesmus obliquus para maximizar la producción de componentes bioactivos de interés industrial

Abstract

Se estudió el efecto de las concentraciones de NaNO3 y CH3COONa, así como de la irradiancia sobre el cultivo de la microalga Scenedesmus obliquus para maximizar la producción de carotenoides totales, proteínas totales y fenoles totales. La microalga autóctona, aislada del “Embalse Salto Grande” (Argentina), se cultivó en medio Allen & Arnon evaluando diferentes condiciones experimentales: 0,27-87,73 g NaNO3/L; 0-5,02 g CH3COONa/L e irradiancia 36,71-102,30 µmol/(m2 s). Las variables de respuesta fueron las concentraciones de fenoles totales, carotenoides totales y proteínas totales. El contenido de componentes bioactivos aumentó con el incremento de la irradiancia hasta alcanzar un máximo, luego valores mayores de este factor generaron disminución de los mismos. Los valores más altos de carotenoides totales y proteínas totales se obtuvieron a bajas concentraciones de NaNO3 y altas concentraciones de CH3COONa, mientras que para fenoles totales se requirieron altas concentraciones de NaNO3 y CH3COONa. Las condiciones que maximizaron las concentraciones de carotenoides totales y proteínas totales fueron 0,69 g NaNO3/L; 5,02 g CH3COONa/L y 54,71 µmol/(m2 s); y para fenoles totales, 87,73 g/L; 5,02 g/L y 45,04 µmol/(m2 s); respectivamente. En esas condiciones se obtuvieron 410,34±34,38 mg -caroteno/g; 5,95±0,22 mg ASB (albúmina de suero bovino)/g y 2,51±0,18 mg EAG (equivalentes de ácido gálico) /g. Se concluye que el cultivo de Scenedesmus obliquus, bajo las condiciones de estrés señaladas, representa un proceso biotecnológico atractivo para la obtención de biomasa rica en componentes bioactivos con potencialidad para ser utilizado como aditivo natural para formulación de alimentos.

The effect of NaNO3 and CH3COONa concentrations and irradiance on Scenedesmus obliquus microalgae culture was studied to enhance the production of total carotenoids, total proteins and total phenols. The native microalga from “Embalse Salto Grande” (Argentina), was cultivated in Allen & Arnon culture medium under different experimental conditions: 0.27- 87.73 g NaNO3/L; 0-5.02 g CH3COONa/L and irradiance 36.71-102.30 µmol/(m2 s). The response variables were the concentrations of total phenols, total carotenoids and total proteins. The content of bioactive components increased with the increase of the irradiance until reaching a maximum, then, the higher values of irradiance generated a decrease in them. The highest values of total carotenoids and total proteins were obtained at low concentrations of NaNO3 and high concentrations of CH3COONa, while for total phenols high concentrations of NaNO3 and CH3COONa were required. The experimental conditions that maximized the total carotenoids and total proteins concentrations were 0.69 g NaNO3/L; 5.02 g CH3COONa/L and 54.71 µmol/(m2 s), respectively. While for total phenols concentration, the conditions were 87.73 g/L; 5.02 g/L and 45.04 µmol/(m2 s). Under these conditions, 410.34 ± 34.38 mg β-carotene/g, 5.95 ± 0.22 mg BSA (bovine serum albumin)/g and 2.51 ± 0.18 mg GAE (galic acid equivalents)/g were obtained, respectively. In conclusion, the cultivation of Scenedesmus obliquus, under the indicated stress conditions represents an attractive biotechnological process for obtaining biomass rich in bioactive components with potential to be used as a natural additive for food formulation.