Microalgas
Referencias
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Haematococcus pluvialis
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Haematococus pluvialis (Volvocales, Chlorophyceae), también conocida como Haematococcus lacustris o Sphaerella lacustris es un tipo de microalga verde dulceacuícola y unicelular, capaz de sintetizar astaxantina, un pigmento rojo con propiedades antioxidantes, bajo condiciones de estrés y cuyo uso se ha extendido en la industria farmacéutica y agroalimentaria en los últimos años (Guerin et al., 2003; Guerrero et al., 1999).
El ciclo celular de crecimiento de H. pluvialis es complejo, cambiando a distintas formas celulares en función de las condiciones ambientales (Elliot, 1934). En condiciones ambientales favorables las masas de microalgas están compuestas de células vegetativas flageladas, mientras que en reposo presentan una forma esférica o elipsoidal.
Sin embargo, debido a su bajo crecimiento, los cultivos al aire libre no han llegado a tener éxito. Esto conlleva a la necesidad de cultivar en sistemas cerrados, el cual ofrece mucha ventaja como el mejor control de los parámetros físicos y biológicos, protección de la contaminación y obtener altas densidades celulares. Por su bajo crecimiento y sensibilidad al stress de corte, los Bioreactores agitados neumáticamente son los más recomendados sobre los reactores agitados mecánicamente debido a su diseño simplificado y bajo esfuerzo de corte. Tales dispositivos neumáticos incluyen los Bioreactores Airlift.
Astaxantina
Inducción a la acumulación del pigmento y producción de Astaxantina
La acumulación de Astaxantina en Haematococcus pluviales ocurre durante la inducción de las células verdes vegetativas a las células rojas bajo condiciones muy desfavorables de crecimiento y esto lo realiza como mecanismo de defensa. Los parámetros de inducción incluyen la limitación de Nitrógeno, fuerte Intensidad Luminosa, alta temperatura, pH, salinidad, o deficiencia de fósforo (Boussiba and Vonshake 1991). Entre estos métodos, la relativa limitación de Nitrógeno se logra por la adición de acetato de sodio, que resulta una alteración C/N, esto induce a la aplanospora a acumular astaxantina.
La adición de sal (NaCl), junto con acetato de sodio favorece la acumulación de la astaxantina en 6 a 9 días (R, Sarada, 2000). El mayor problema con la inducción usando el acetato de sodio es la contaminación por las bacterias de cultivo, es por ello necesario utilizar fuente de carbono inorgánico.
Aspectos a Considerar
La principal función de los cultivos flagelados es mantener altas densidades de H. pluvialis para alimentar constantemente a los reactores productivos, logrando así una productividad continua durante el proceso de producción.
En los cultivos productivos el H. pluvialis consume toda la fuente de nutrientes, principalmente la fuente de nitrógeno, iniciando así el enquistamiento para su posterior acumulación del pigmento en los reactores de inducción. Además, el crecimiento celular es exponencial, esto debido a la baja concentración de nutrientes acompañada a una alta intensidad luminosa y ello acelera sus procesos metabólicos para su desarrollo y posterior enquistamiento.
Los cultivos inductivos son alimentados por los cultivos productivos para luego agregarle agua. Esta condición, acelera la acumulación del pigmento astaxantina por stress de nutrientes y stress por dilución acompañada por otros factores de stress medioambiental como la alta temperatura y la alta irradiación solar 100 Klux.
