Caracterización bioquímica de microalgas cultivadas en aguas residuales domésticas utilizando 2 tipos de fotobiorreactores

Abstract

Las microalgas constituyen una fuente importante de múltiples compuestos de potencial interés, como son macronutrientes, vitaminas, carotenos, luteínas, ficobilinas, xantinas, etc. Usan radiación solar como fuente de energía, dióxido de carbono como fuente de carbono y pueden emplear agua residual como fuente de nutrientes. El Ecuador tiene las condiciones ambientales adecuadas para el cultivo de microalgas durante todo el año, sin embargo, los pocos cultivos existentes sólo están enfocados en la obtención de biodiesel y producción de suplemento alimenticio a partir de la microalga Spirulina, sin explotar las demás aplicaciones de los compuestos algales. El objetivo de este trabajo fue determinar el perfil bioquímico de microalgas de agua dulce cultivadas en aguas residuales domésticas pre-tratadas, para la obtención de bioproductos de interés comercial. Se aislaron 9 cepas de microalgas de aguas estancadas provenientes de zanjas de agua lluvia de los alrededores de los mercados de Guayaquil. Las cepas aisladas e identificadas fueron cultivadas en condiciones de laboratorio: en agua residual doméstica pre-tratada a 30 y 40°C e iluminación con fotoperíodo 12:12. Se seleccionaron 3 cepas con mayor crecimiento en ambas temperaturas: Chorella sp. M2, Chlorella sp. M6 y Scenedesmus sp. R3, las cuales se cultivaron en condiciones naturales puertas afuera en dos tipos de fotobiorreactores: cilindro y panel. Al inicio de la fase estacionaria se recolectó la biomasa por medio de filtración al vacío y centrifugación. La biomasa recolectada se secó a 55°C ± 5°C por 24 horas. En esta biomasa seca se realizó el análisis proximal y detección de fitopigmentos. La biomasa obtenida por centrifugación fue liofilizada y se cuantificaron los polifenoles totales y su capacidad antioxidante. Chorella sp. M2 presentó la mayor tasa de crecimiento (0,57 ± 0,001d-1), el más alto contenido de humedad (7,30 ± 0,39 % BS), lípidos totales (23,53 ± 4,58% BS), carbohidratos (29,86 ± 2,78% BS) y polifenoles totales (5,98 ± 0,29 mg GAE/g DB). Chlorella sp. M6 mostró el más alto contenido de cenizas (11,64 ± 0,83% BS) y capacidad antioxidante (18,21 ± 2,23 μmol Trolox/g BS), en tanto que Scenedesmus sp. R3 presentó el mayor porcentaje de proteínas (55,28 ± 2,97% BS). Existieron diferencias significativas entre cepas de microalgas y tipo de fotobiorreactor en lípidos, proteínas, carbohidratos y capacidad antioxidante. Los extractos metanólicos de las cepas de microalgas evaluadas presentaron absorbancia en las longitudes de onda de los fitopigmentos astaxantina, luteína, neoxantina, ɑ- caroteno, β-caroteno y δ-caroteno. En el fotobiorreactor tipo panel se obtuvieron las absorbancias más altas de estos fitopigmentos. La microalga nativa Chlorella sp. M2, indistintamente del método de cultivo, es una fuente potencial de macronutrientes y polifenoles con posibles aplicaciones tanto en la industria alimenticia, como en la farmacéutica y cosmética, siendo el fotobiorreactor tipo panel más efectivo para cultivo de microalgas para la obtención de fitopigmentos.