Aplicación de un modelo primario y determinación de condiciones óptimas en el crecimiento de Haematococcus Pluvialis y producción de Astaxantina

Lancheros Díaz, Ana Graciela | 2021-05-06

La microalga Haematococcus pluvialis bajo determinadas condiciones de crecimiento y parámetros de estrés produce más astaxantina. El objetivo principal del presente estudio fue aplicar el modelo Gompertz realizando un ajuste estadístico al crecimiento celular obtenido en los 9 estudios realizados por el grupo bioprocesos y control entre el 2015-2019, con diversas condiciones de cultivo. Se utilizó Excel y calculadora manual para ajustar el crecimiento celular de los estudios analizados. A partir de los resultados, se determinó que para lograr una mayor producción celular y la mejor producción de astaxantina se deben implementar condiciones de estrés como pH 6.8, temperatura 20°C, fotoperiodo 20:4h luz/oscuridad, luz blanca, irradiancia de 70 -140 μE m−2s−1 deficiencia de nitratos de 5% y fosfatos de 10%, agitación 100 rpm, adición de NaC2H3O2 (1,6g/L) y NaCl (1,28 g/L) y aire filtrado, en medio de cultivo RM. En conclusión, el modelo Gompertz se ajustó a los 9 estudios analizados, además, se utilizó para describir la producción de biomasa por H. pluvialis bajo las condiciones trabajadas, permitió calcular las velocidades de crecimiento y tiempos de duplicación. Determinando las condiciones donde se obtiene mayor biomasa (8,62x109 cel/mL) con alta velocidad de crecimiento (0,39 cel/día), un td (1,77 días) y las condiciones donde se obtiene mayor cantidad de astaxantina (7,3 μg/ml). El modelo se validó utilizando R2 ; obteniendo resultados entre 0,9 y 0,99 cercanos a 1, indicando que este se ajustó a los datos experimentales.

Efecto del estres producido por la deficiencia de nitrogeno sobre el crecimiento y produccion de Astaxantina y la expresion de genes relacionados con la misma en el cultivo de Haematococcus pluvialis.

Diaz Sanchez, Juan Camilo | 2016

Efecto del estrés producido por la variación del color de luz y la deficiencia de Nitrógeno, sobre la expresión de genes y producción de Astaxantina en Haematococcus Pluvialis

Huérfano Torres, Myriam Judith | 2019-01

Efecto del estrés producido por la variación del color de luz y la deficiencia de nitrógeno, sobre la expresión de genes y producción de Astaxantina en Haematococcus Pluvialis

Huérfano Torres, Myriam Judith | 2019-01

La astaxantina es un caroteno secundario que sirve como base en la acuicultura, ornitología, en la industria farmacéutica, como antioxidante y foto protector; este pigmento es producido por diversas microalgas como el Haematococcus pluvialis, que es un alga verde de agua dulce. El objetivo del proyecto fue aumentar la producción del pigmento de forma natural. Se expuso la microalga al primer tratamiento con variación del color de luz y un segundo tratamiento con variación del color de luz y nitrógeno al 4.0%, cada fase se desarrolló en un periodo de 30 días, de los cuales 15 días fueron de crecimiento y 15 días de estrés (luz roja, luz azul) ; se llevó a cabo en los medios RM y BBM, los muestreos se realizaron cada tercer día para cuantificación de clorofila y astaxantina, observar morfología y posteriormente realizar análisis moleculares para evidenciar expresión de genes involucrados en la ruta biosintética de astaxantina. En la determinación de expresión de genes se obtuvo un 87,5 % el gen fitoeno sintasa (PSY) y en un 62,5% el gen β-caroteno Hidroxilasa (CHY) presente en el total de las muestras analizadas, se concluyó que el tratamiento óptimo para la producción del pigmento fue nitrógeno al 4.0% con variación del color de luz roja en el medio BBM ya que alcanzó una producción de 7.24 x10-5 μg/cel. de astaxantina.

Evaluación de un medio de cultivo a partir de agua residual doméstica y agua residual porcina para el crecimiento de Haematococcus pluvialis y la producción del pigmento Astaxantina.

Lancheros Díaz, Ana Graciela | 2020-11-13

Las descargas de aguas residuales a otras fuentes de agua causan un impacto negativo por sustancias tóxicas que afectan la fauna acuática y la salud humana, por lo que esta problemática ha hecho que se busquen alternativas que contribuyan a un mejor tratamiento de estos desechos. El estudio de las microalgas como opción de tratamiento para las aguas residuales ha tomado auge en los últimos años, buscando la manera de aprovechar este recurso en simultáneo con la producción de bioproductos de alto valor e interés en la industria farmacéutica y alimenticia. Esta investigación evaluó un medio de cultivo a partir de aguas residuales domésticas y aguas residuales porcinas para el crecimiento de la microalga Haematococcus pluvialis y la síntesis y acumulación de la astaxantina. El estudio evidenció que el medio de cultivo a partir de aguas residuales domésticas generó mayor concentración celular con la cepa UTEX 2505 de H. pluvialis, siendo de 3409x104 células/mL, comparado con el medio de cultivo a partir de aguas residuales porcinas. Además, se demostró que para una confianza del 95% existen diferencias estadísticamente significativas (P= 0,05) entre las medias de crecimiento de las cepas de H. pluvialis. Por otro lado, la concentración final de astaxantina fue mayor con la cepa UA de H. pluvialis en el medio de cultivo de aguas residuales domésticas obtenidas mediante la técnica espectrofotométrica y de cromatografía liquida de alta eficiencia, siendo 4,9 ug/mL y 27,091 ug/mL respectivamente. Estos resultados demuestran la obtención de astaxantina mediante el uso de aguas residuales.

Produccion de acidos grasos y Astaxantina en Haematococcus pluvialis bajo condiciones de estres

Rios Alcantara, Sthephany Lorena | 2016

Produccion de clorofila y astaxantina a partir de la microalga Haematococcus pluvialis bajo estres inducido por deficiencia de nitrogeno en el biorreactor BIOSTAT Aplus de 5 litros

Perez Zambrano, Erika Tatiana | 2018

Producción biotecnológica de Astaxantina a partir Haematococcus Pluvialis en biorreactor Tec-ferm de 5 litros.

Lancheros, Laura Garcia | 2018-11

En la actualidad una de las microalgas más estudiadas es H. pluvialis debido a que esta presenta la capacidad de acumulación de uno de los principales carotenoides utilizados en la industria como lo es la astaxantina, esto ocurre cuando se encuentra sometida a diferentes factores de estrés, razón por la cual en el presente estudio se manejan dos tratamientos con diferentes concentraciones de acetato de sodio (0,299 mg/L Y 1,6 mg/L), las cuales fueron evaluadas en el medio RM con la influencia de diferente condiciones como pH de 6.7, fotoperiodos 20h luz y 4h oscuridad , luz blanca, temperatura 25 ± 2° C, aire filtrado y agitación a 100 rpm en un biorreactor TEC-FERM de 5 litros, proponéndose como objetivo del presente estudio realizar el proceso de producción de astaxantina en H. pluvialis bajo las condiciones mencionadas. Los resultados obtenidos con 0,299 mg/L de acetato de sodio determinaron un crecimiento celular máximo de 2,0 x 104 Cel/ mL y una concentración máxima de astaxantina de 2,530 µg/mL durante 34 días, mientras que con 1,6 mg/L de acetato de sodio se obtuvo un crecimiento celular máximo de 3,5 x 104 Cel/mL y una concentración máxima de astaxantina de 1,9 µg/ml. La morfología de la microalga se conservó durante el cultivo. El análisis estadístico realizado estableció que no hay diferencias significativas (P>0,05) entre tratamientos, lo cual permite concluir que con las dos concentraciones de acetato de sodio y las demás condiciones del proceso realizado en el biorreactor se obtuvo el colorante astaxantina.

Producción de astaxantina en Haematococcus pluvialis bajo diferentes condiciones de estrés: Revisión

Camacho Kurmen, Judith Elena | 2021

El Haematococcus pluvialis es una microalga con gran interés biotecnológico porque es productor del ketocaroteniode astaxantina, con uso como pigmento y como compuesto bioactivo, con aplicación en diferentes industrias, como la alimentaria, cosmética, nutracéutica, farmacéutica y la aquacultura. La astaxantina en la biomedicina tiene usos como antioxidante, anticancerígeno e inmunomodulador. En diversos estudios se ha demostrado que bajo las condiciones de estrés como el pH, temperatura, luz, color de luz, alta irradiancia, fotoperiodo, deficiencia de nutrientes (nitratos o fosfatos) y salinidad, la microalga incrementa la producción de astaxantina, pero, aún no se conocen las condiciones óptimas solas o combinadas que puedan aumentar su producción, proponiéndose como objetivo de este estudio determinar cuáles de las condiciones de estrés a las cuales se ha sometido la microalga en el trabajo realizado en el grupo de investigación Bioprocesos y control y la revisión bibliografía realizada generan la mayor productividad del carotenoide. La revisión realizada permitió establecer que las condiciones de estrés más influyentes en la producción de astaxantina al utilizar la microalga H. pluvialis UTEX2505, son el uso de medios RM y BBM, adición de acetato de sodio al inicio del cultivo, cloruro de sodio al día 15 del cultivo, uso de luz roja y luz blanca, pH 6.7 a 7.0, CO2 5%, alta irradiancia de 140 μE/m2s, fotoperiodo 20h luz:4 h oscuridad con una productividad de astaxantina entre 1.73 x10-4 μg/cel. mL y 7.24 x10-5 μg/cel. mL., las cuales se sugieren seguir aplicando para el escalamiento del proceso.

Producción de Astaxantina usando las condiciones de estrés acetato de sodio y alta intensidad de luz utilizando la biomasa de la microalga Haematococcus Pluvialis obtenida en el biorreactor Biostat a plus de 5 L

Camacho Kurmen, Judith Elena | 2021-05-30

La astaxantina es un carotenoide al que se le considera útil en diversas industrias, además se le reconoce por su potente capacidad antiinflamatoria, anticancerígena y antioxidante. La microalga Haematococcus pluvialis es considerada como la mejor productora natural de astaxantina. En la actualidad, la mayor cantidad de astaxantina se produce de forma sintética, y se comercializa a costos elevados, por esto se ha incrementado el interés por producir este compuesto de forma natural. En este estudio se propone la determinación de la producción de astaxantina usando la biomasa de H. pluvialis obtenida en el Biorreactor BIOSTAT A PLUS de 5 litros, sometiéndose a los factores de estrés acetato de sodio (0,375 mg/L y 0, 750 mg/L) y una irradiancia de 360 lux con luz blanca, en medios BBM y RM, pH 6,8, temperatura 20°C, agitación diaria, aire filtrado, cajas de cultivo celular. Se determinó el cambio morfológico, la concentración de clorofila y astaxantina. Estableciendo que el tratamiento que uso medio RM con 0.375 mg/L de acetato de sodio produjo 6.088 ug/mL de astaxantina. El Anova (95%) realizado no estableció diferencias significativas entre tratamientos para la producción del carotenoide (P>0,05), pero sí para el crecimiento celular (P<0.05), y según el test Tukey HSD este tratamiento tiene significativamente mayor crecimiento celular (3.01 x 108 cel./mL). Esta investigación permite concluir que el uso de la biomasa obtenida de H. pluvialis en el Biorreactor BIOSTAT A PLUS de 5 litros, para someterla a factores de estrés como el acetato de sodio, combinado con alta irradiancia, permite obtener concentraciones óptimas de astaxantina, aplicables en la producción industrial.

Producción de Haematococcus Pluvialis en un biorreactor Tecferm de 5 l en medios de cultivo Rm y Bbm

Camacho Kurmen, Judith Elena | 2018-05

H. pluvialis es una fuente rica de astaxantina, carotenoides y ácidos grasos de interés en la industria farmacéutica, cosmética y alimenticia, sin embargo, esta posee un crecimiento lento y complejo lo cual dificulta la obtención de una buena cantidad de biomasa. Es por esto que se propone como objetivo determinar las condiciones de cultivo para un crecimiento y producción de biomasa adecuados en cantidad y calidad de la microalga en el biorreactor Tecferm de 5L. El cultivo se realizó bajo temperatura 20ºC ± 1°C, fotoperiodo de 18:6 luz:oscuridad, agitación a 180 rpm, aire filtrado y pH de 6.8- 7.1 por un periodo de 21 días. Se determinó concentración celular, peso seco, contenido de clorofila, nitratos y fosfatos. Los ensayos se realizaron por triplicado. Se realizó un análisis de costos y un ANOVA para determinar diferencias significativas entre los tratamientos. El medio de cultivo con mayor crecimiento fue RM con 1.25x105 cel/mL. Se presentaron diferencias significativas para el contenido de fosfatos (P<0.05), con excepción de crecimiento celular, contenido de clorofila y nitratos en los dos medios ensayados. El uso del biorreactor Tecferm 5L para el cultivo de H. pluvialis muestra que este proceso se puede realizar debido a que las células se mantuvieron en estado vegetativo. Se concluye que el biorreactor Tecferm 5L obtuvo un buen crecimiento en especial con el medio RM en donde se encontró una velocidad de crecimiento máxima de 0.040 cél/día, además el análisis de costos determinó que este medio tiene un costo meno

Producción de Haematococcus Pluvialis en un biorreactor tecferm de 5 l en medios de cultivo Rm y Bbm

Camacho Kurmen, Judith Elena | 2018-05

H. pluvialis es una fuente rica de astaxantina, carotenoides y ácidos grasos de interés en la industria farmacéutica, cosmética y alimenticia, sin embargo, esta posee un crecimiento lento y complejo lo cual dificulta la obtención de una buena cantidad de biomasa. Es por esto que se propone como objetivo determinar las condiciones de cultivo para un crecimiento y producción de biomasa adecuados en cantidad y calidad de la microalga en el biorreactor Tecferm de 5L. El cultivo se realizó bajo temperatura 20ºC ± 1°C, fotoperiodo de 18:6 luz:oscuridad, agitación a 180 rpm, aire filtrado y pH de 6.8- 7.1 por un periodo de 21 días. Se determinó concentración celular, peso seco, contenido de clorofila, nitratos y fosfatos. Los ensayos se realizaron por triplicado. Se realizó un análisis de costos y un ANOVA para determinar diferencias significativas entre los tratamientos. El medio de cultivo con mayor crecimiento fue RM con 1.25x105 cel/mL. Se presentaron diferencias significativas para el contenido de fosfatos (P<0.05), con excepción de crecimiento celular, contenido de clorofila y nitratos en los dos medios ensayados. El uso del biorreactor Tecferm 5L para el cultivo de H. pluvialis muestra que este proceso se puede realizar debido a que las células se mantuvieron en estado vegetativo. Se concluye que el biorreactor Tecferm 5L obtuvo un buen crecimiento en especial con el medio RM en donde se encontró una velocidad de crecimiento máxima de 0.040 cél/día, además el análisis de costos determinó que este medio tiene un costo menor