Evaluación de las condiciones de crecimiento celular para la producción de astaxantina a patir de la microalga Haematococcus pluvialis

Evaluation of Cell Growth Conditions for the Astaxanthin Production as of Haematococcus pluvialis Microalgae

En la actualidad la astaxantina de origen natural es uno de los pigmentos carotenoides con importantes aplicaciones en la industria alimenticia, farmacéutica y cosmética, debido a sus grandes propiedades dentro de las que se destaca su gran poder antioxidante, efecto preventivo del cáncer, incremento de la respuesta inmune, inhibición de los radicales libres entre muchas otras.
Haematococcus pluvialis es una microalga verde de agua dulce y es una de las fuentes naturales con mayor producción de astaxantina ya que es capaz de acumular hasta un 3% de astaxantina en peso seco. El objetivo del presente trabajo fue determinar el medio de cultivo y las condiciones óptimas para el crecimiento y la producción de astaxantina a partir de Haematococcus pluvialis. La influencia de diferentes factores como el pH, temperatura, agitación, aireación CO2 e iluminación favorecen el crecimiento celular, al darle un ambiente óptimo a la microalga. Para determinar las condiciones nutricionales óptimas, se evaluó el efecto de diferentes medios de cultivo (BBM, OHM, RM) en Birreactores de 500mL con 350mL de medio y 1x104cel/ml de inóculo en fase exponencial, las condiciones de cultivo empleadas fueron: pH. 6.7 a 7, CO2 al 5%, fotoperiodo de 16 horas luz 8 oscuridad, irradianza 70μE/m2s; Los resultados mostraron que el mayor crecimiento o producción celular se obtuvo en el medio RM con 7,5 x 105 cel/ml en el día 36, y la mayor producción de astaxantina se obtuvo en el medio RM con una concentración de 8.3 μg/ml en el tratamiento 4.

1. REFERENCIAS
2. López P. Efecto del consumo de Astaxantina en la salud. España: Universitat Oberta de Catalunya; 2012.
3. Lorenz RT, Cysewski GR. Commercial potential for Haematococcus microalgae as a natural source of astaxanthin. Trends Biotechnol. 2000;18(4):160–7.
4. Mauricio D, Landínez R. Evaluación del crecimiento y producción de astaxantina por Haematococcus pluvialis en un fotobiorreactor tipo airlift [tesis]. Bogotá: Universidad nacional
5. de Colombia; 2013.
6. Dominguez A. Comparación de la producción de pigmentos carotenoides por Haematococcus pluvialis y Phaffia rhodozyma. España: Editorial Academica Española; 2011.
7. Kobayashi M, Kakizono T, Nagai S. Enhanced carotenoid biosynthesis by oxidative stress in acetate-induced cyst cells of a green unicellular alga, Haematococcus pluvialis. Appl Environ
8. Microbiol. 1993; 59(3):867–73.
9. Lorenz R. A technical review of Haematococcus algae. Naturose Tech Bull. 1999.
10. Kobayashi M, Kakizono T, Yamaguchi K, Nishio N, Nagai S. Growth and astaxanthin formation of Haematococcus pluvialis in heterotrophic and mixotrophic conditions. J Ferment Bioeng. 1992; 74(1):17–20.
11. Tripathi U, Sarada R, Ramachandra Rao S, Ravishankar G a. Production of astaxanthin in Haematacoccus pluvialis cultured in various media. Bioresour Technol. 1999; 68(2):197–9.
12. Salazar M, Monroy O, Beristain R, Cuevas F, Mendoza C. Influencia del medio de cultivo en el crecimiento de Haematococcus pluvialis. IX Congreso Nacional de Biotecnología y Bioingeniería. México; 2012.
13. Kobayashi M, Katsuragi T, Tani Y. Enlarged and astaxanthin- accumulating cyst cells of the green alga Haematococcus pluvialis. J Biosci Bioeng. 2001; 92(6):565–8.
14. Fábregas J, Otero A, Maseda A, Domínguez A. Two-stage cultures for the production of astaxanthin from Haematococcus pluvialis. J Biotechnol. 2001; 89(1):65–71.
15. Cifuentes AS, González M a., Vargas S, Hoeneisen M, González N. Optimization of biomass, total carotenoids and astaxanthin production in Haematococcus pluvialis Flotow strain Steptoe (Nevada, USA) under laboratory conditions. Biol Res. 2003; 36(3-4):343–57.
16. Domınguez-Bocanegra A. R., Legarreta I. G., Jerónimo F. M.,Campocosio, A. T. Influence of environmental and nutritional factors in the production of astaxanthin from Haematococcus pluvialis. Bioresource technology 2004; 92(2), 209-214.
17. Imamoglu E, Sukan FV. Effect of Different Culture Media and Light Intensities on Growth of Haematococcus pluvialis. International journal of natural and engineering sciences
18. ; 1(3):5–9
19. González M a, Cifuentes AS, Gómez PI. Growth and Total Carotenoid Content in Four Chilean Strains of Haematococcus Pluvialis Flotow, Under Laboratory Conditions. Gayana Botánica. 2009; 66(1):58–70.
20. Hanan N, Al-Shorgani N, Shukor H, Rahman N, Kalil M. Pre-optimization conditions for Haematococcus pluvialis growth. Int J Adv Sci Eng Inf Technol. 2013; 3(2):70–3.
21. Nunes M., Vieira A, Pinto E, Carneiro R, Monteiro A. Carotenogênese em células de Haematococcus pluvialis induzidas pelos estresses luminoso e nutricional. Pesquisa Agropecuária Brasileira 2013; 48(8): 825-832.
22. Baranyi J, Roberts T. A dynamic approach to predicting bacterial growth in food. Int J Food Microbiol 1994; nov: 23(3- 4):277-94.
23. Cardozo KHM, Guaratini T, Barros MP, Falcão VR, Tonon AP, Lopez NP, et al. Metabolites from algae with economical impact. Comp Biochem Physiol - C Toxicol Pharmacol. 2007; 146(1-2 SPEC. ISS.): 60–78.
24. Li L, Song Z, Zhan Y, Duan S, Zhao Q, Liu Y. Effect of Vitamin-B 12 and Vitamin-H on the Growth and Astaxanthin Content of Haematococcus pluvialis Food Technol 2013;5(9):1139–42.
25. Steinbrenner J, Linden H. Regulation of Two Carotenoid Biosynthesis Genes Coding for Phytoene Synthase and Carotenoid Hydroxylase during Stress-Induced Astaxanthin Formation in the Green Alga Haematococcus pluvialis. plant physiol. 2001;125.
26. Lababpour A, Shimahara K, Hada K, Kyoui Y, Katsuda T, Katoh S. Fed-batch culture under illumination with blue light emitting diodes (LEDs) for astaxanthin production by Haematococcus pluvialis. J Biosci Bioeng. 2005;100(3):339–42.
27. Yoshimura S, Ranjbar R, Inoue R, Katsuda T, Katoh S. Effective utilization of transmitted light for astaxanthin production by Haematococcus pluvialis. J Biosci Bioeng. 2006;102(2):97–
28. Ranjbar R, Inoue R, Katsuda T, Yamaji H, Katoh S. High efficiency production of astaxanthin in an airlift photobioreactor. J Biosci Bioeng. 2008; 106(2):204–7.
29. Camacho Kurmen Judith Elena, González Gloria, Klotz Bernadette. Producción de Astaxantina en Haematococcus pluvialis bajo diferentes condiciones de estrés. Nova [Internet]. 2013 Jan [cited 2017 marzo 11] ; 11( 19 ): 94-104. Available from: http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1794-24702013000100009&lng=en.
30. Ramírez, L. C. C., et al. Solubilización de fosfatos: una función microbiana importante en el desarrollo vegetal. Nova. 2014; 12(21).
31. Galvez, Z. Y. A. and V. E. M. Burbano. Bacillus: género bacteriano que demuestra ser un importante solubilizador de fosfato. NOVA Publicación en Ciencias Biomédicas. 2015; 12(22): 165-177.
32. Rodríguez, O. E., Andrade, W. A., Díaz, F. E., & Moncada, B. Actividad antimicrobiana de líquenes de la cuenca alta del rio Bogotá. 2015; Nova, 13(23).
33. DOI: http://dx.doi.org/10.22490/24629448.2073