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INTRODUCCIÓN
La biomasa de las microalgas puede ser transformadas a biocombustible mediante procesos bioquímicos o termoquímica (Kumar et al., 2018) siendo este último más rápido y por lo general, se utiliza para mejorar la propia biomasa (Gollakotaa et al., 2018).
La tercera generación de biocombustibles proviene de microalgas (Wahidin et al., 2018) donde la búsqueda de biomasa como fuente de energía constituye una alternativa tecnológica como alimento (Escrivani et al., 2018), en la reducción del CO2 (Velázquez et al., 2018), mejora de la calidad del aire (Chisti, 2007), eliminación de nutrientes en efluentes (Emparan et al., 2019), como producto nutricional y cosmético para la salud humana (Wang et al., 2013; Kent et al., 2015; Anthony et al., 2018).
En el mismo sentido, los productos farmacéuticos (Priyadarshani & Rath, 2012; Saravana et al., 2018), biofertilizantes (Saadaoui et al., 2018), antimicrobianos agentes (Kasanah et al., 2018; Ying et al., 2018) son agentes antivirales y anticancerígenos (de Vera et al., 2018; Pinheiro et al., 2018; Usoltseva et al., 2018).
Dado la capacidad de las microalgas de acumular gran cantidad de lípidos, proteínas y carbohidratos (Aratboni et al., 2019) de la misma manera es utilizada como alimentación animal en la acuicultura (Gong et al., 2018; Rizwan et al., 2018).
El objetivo del estudio fue determinar la concentración celular y la biomasa seca en tres species de microalgas marinas: Chlorella vulgaris, Nannochloropsis oculata y Tetraselmis striata.
MATERIALES Y MÉTODOS
Las cepas de las microalgas C. vulgaris y T. striata N. oculata fueron suministradas por el Laboratorio Costero de Ilo perteneciente al Instituto del Mar del Perú (IMARPE). En el Laboratorio de Microalgas de la Escuela Profesional de Ingeniería Pesquera perteneciente a la Universidad Nacional de Moquegua (UNAM), las microalgas se acondicionaron durante cinco días con temperatura de refrigeración (4ºC) durante el día y en la noche, se iluminó con tubos fluorescentes de 36 Watts, manteniéndose a 19±1ºC.
El cultivo de las microalgas marinas fue en medio semicontrolado por la inoculación a una concentración de 1 ml de inóculo por cada litro de cultivo depositadas en matraces (250 ml, 500 ml, 1000 ml), botellas de cristal oscuro (7 L y 20 L) y fotobiorreactores (verticales cerrados de 160 L de capacidad, en condiciones promedio de cultivo: pH (9,22 ± 0,53), oxígeno (8,65±0,53), salinidad (33±0,15 ppm) temperatura (19±1 °C), conductividad (50,65±50,66 mS/cm), e intensidad luminosa de (3750±5250 lux) utilizando agua de mar estéril (usando un sistema de bomba de vacío con filtros de nitrocelulosa de 1 μm, 0,20 μm, y 0,45 µm y posteriormente sometida en autoclave marca: BOECO Germany, a 120 °C durante 30 minutos) que fue enriquecida con el medio F/2 modificado Guillard (1975) (Tabla 1). Se suministró aire (impulsado por 06 blower marca RESUM, Modelo ACO - 003, con una potencia de 35 Watts).
La temperatura se mantuvo a 19±0.50 °C, pH (8.30±1) y luz artificial constante en la fase inicial e intermedia (3000 lux), fase masiva (3500 ± 500 lux) siendo medida mediante el luxómetro modelo 3251, serie 170020752.
Tabla 1 Preparación del medio F/2 Guillard modificado para microalgas marinas.
| Reactivos químicos | g/L | |
| Macronutrientes | KNO3 | 75,00 |
| NaH2PO4, 2H20 | 5,65 | |
| Micronutrientes | EDTA Na2 | 4,360 |
| FeCl3,6H2O | 3,150 | |
| CuSO4, 5H2O | 0,010 | |
| ZnSO4, 7H2O | 0,022 | |
| CoCl2, 6H2O | 0,010 | |
| MnCl2,4H2O | 0,180 | |
| Na2MoO4, 2H2O | 0,006 | |
| Vitaminas | Cyanocobalamina | 0,002 |
| Tiamina HCl | 0,100 | |
| Biotina | 0,001 | |
Las fases del cultivo de microalgas consistieron en: cepario, inicial, intermedia y masiva. Cuando los cultivos alcanzaron la fase exponencial se extrajo alícuotas de 1 mL de cada tubo de ensayo donde se adicionó 1 gota de lugol para fijar la muestra que fueron observadas en un microscopio compuesto: marca MICROS AUSTRIA con objetivo10x para su cuantificación y determinación de la concentración celular (crecimiento). La densidad celular fue determinada por el conteo de microalgas utilizando una cámara de Neubauer (Marca, HBG/SUPERIOR) en el microscopio compuesto mediante seis réplicas de 1 mL. La metodología se desarrolló siguiendo los protocolos de IMARPE (2008) y Liza (2015).
Se utilizó el programa estadístico profesional Statgraphics Centurion 18 para el análisis de los datos. La normalidad se realizó mediante la prueba K-S. Para la comparación de la media sobre la concentración celular y la biomasa se aplicó el análisis de varianza considerándose la prueba de Tukey HSD en la homogeneidad entre los grupos. Los resultados fueron significativos cuando p < 0,05.
RESULTADOS
La tabla 2 muestra el día y el máximo de concentración celular que se alcanzó por las microalgas donde hubo diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) entre ellas: F = 568033,00; P = 0,000.
Tabla 2 Día y máxima concentración celular (cel/mL) / microalgas.
| Días | Nannochloropsis oculata (a) | Chlorella vulgaris (b) | Tetraselmis striata (c) |
| 3 | - | 1,78 x 106 | - |
| 4 | 9,22 x 107 | - | 1,59 x 106 |
Letras: significan homogeneidad de grupos, prueba Tukey HSD.
La tabla 3 muestra el promedio de biomasa seca por las microalgas donde hubo diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) entre ellas: F = 880576,00; P = 0,000.
DISCUSIÓN
El orden de máxima concentración celular (cel/mL) para las microalgas fue el siguiente: Nannochloropsis oculata > Chlorella vulgaris > Tetraselmis striata donde N. oculata representó 7,63 veces superior a T. striata. En el caso de la biomsa, el orden correspondió a C. vulgaris > T. striata > N. oculata existiendo 1,32 g de diferencia.
Según los resultados, la especie de microalga Chlorella vulgaris indica la mayor ventaja para usarse en la acuicultura comparativamente con las otras dos especies. Shafiei et al., (2020) señalaron en su estudio sobre molienda combinada de cuentas e hidrólisis enzimática para el fraccionamiento eficiente de lípidos, proteínas y carbohidratos de las microalgas Chlorella vulgaris que se obtiene un mejor rendimiento donde el producto finalizado es rico en fosfolípidos siendo un potencial como alimento. Esta información se indicó, igualmente por ‘t Lam et al., (2018) para la Chlorella vulgaris como producto rico en proteínas y lípidos.
Sin embargo, se refiere que las microalgas a pesar de ser una prometedora base biológica como materia prima su producción a escala de industria se encuentre muy distante, pues se requiere mejorarse la viabilidad económica de los procesos involucrados en los productos que se contienen. Es decir, debe lograrse que exista una perfección en aquellos procesos y/o métodos involucrados sobre cómo atravesar la barrera de la pared celular y la membrana celular (Safi et al., 2015; Günerken et al., 2015).
Postma et al., (2017) en este trabajo titulado desintegración leve de la Chlorella Vulgaris de microalgas verdes usando molienda de granos se liberó, productos intracelulares con éxito a diferentes concentraciones de biomasa: 25-145 g.kg-1 en un rango de velocidades del agitador (6-12 ms-1). En todos los casos, se logró más del 97% de la desintegración celular, lo que resultó en la liberación de proteínas solubles en agua. Se observó una tasa óptima de desintegración y la liberación de proteínas a una velocidad de agitación de 9-10 m.s-1 independientemente de la concentración de biomasa. Se observó extracción selectiva de proteínas solubles en agua a medida se liberaron las proteínas antes que ocurriera la desintegración celular.
Finalmente, a pesar de estudiarse de manera amplia C. vulgaris en agua dulce, aún faltan evaluaciones rigurosas en el agua de mar, pues los estudios en el agua de mar son esenciales para la producción futura a gran escala como biocombustibles (Luangpipat & Chisti, 2017).
La principal limitación del estudio fue, el análisis del valor proteico y su aplicación en modelos biológicos de experimentación como los peces para indicarse la influencia en el crecimiento.
CONCLUSIONES
Aunque transcurrió 24 horas, al cuarto día, la microalga Nannochloropsis oculata fue la especie de mayor concentración celular, pero de más baja biomasa comparativamente con las especies Chlorella vulgaris y Tetraselmis striata.
Según los resultados, la microalga Chlorella vulgaris parece indicarse como la especie a considerarse para el suministro alimentario en la acuicultura.
