Producción mixotrofica de proteína de algas y análisis técnico y económico basado en la formulación del medio de cultivo
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i4.14186Palabras clave:
Spirulina platensis; Suero bovino fetal; Glucosa; Proteina total; Análisis de costos.Resumen
El uso de Spirulina platensis para consumo humano, debido a los amplios beneficios que se obtienen como un mayor contenido en proteínas, bajas calorías y alto valor nutricional, crece cada año. Además, varios estudios han probado medios de cultivo alternativos para aumentar el nivel de densidad de biomasa y contenido de proteínas, además de reducir los costos de producción. La glucosa (GLC) es un componente conocido que se utiliza para proporcionar crecimiento celular porque aumenta el contenido de carbono de las microalgas; sin embargo, no existe constancia del uso de suero fetal bovino (SFB), un suplemento ampliamente utilizado para el cultivo de células animales. El presente trabajo tuvo como objetivo analizar el efecto aislado y combinado de glucosa y SFB, sinergismo y antagonismo en el desarrollo del cultivo de S. platensis. También se propuso un análisis técnico-económico. El efecto entre GLC y SFB aumentó la densidad de biomasa (0,44 g/L) y el contenido de clorofila (0,72 mg/m3). Sin embargo, la condición con la concentración de proteína más alta pareció ser la suplementada con SFB solo. El resultado muestra que la producción de proteínas no sigue la misma regla que la densidad de biomasa. Además, el análisis de costo-beneficio mostró ganancias de un proyecto diseñado con el DPBP de tres años.
Citas
Ak, I. (2012) Effect of an organic fertilizer on growth of blue-green alga Spirulina platensis. Aquaculture International, 20, 413–422. https://doi.org/10.1007/s10499-011-9473-5
Amer, L., Adhikari, B., & Pellegrino, J. (2011) Technoeconomic analysis of five microalgae-to-biofuels processes of varying complexity. Bioresource Technology, 102, 9350-9359. 10.1016/j.biortech.2011.08.010
Borowitzka, M. A. (1999) Commercial production of microalgae: ponds, tanks, tubes and fermenters. Journal of Biotechnology, 70, 313-321. https://doi.org/10.1016/S0168-1656(99)00083-8
Chang, Y., Wu, Z., Bian, L., Feng, D., & Leung, D. Y. C. (2013) Cultivation of Spirulina platensis for biomass production and nutrient removal from synthetic human urine. Applied Energy, 102, 427-431. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.07.024
Chen, F., & Zhang, Y. (1997) High cell density mixotrophic culture of Spirulina platensis on glucose for phycocyanin production using a fedbatch system. Enzyme and Microbial Technology, 20, 221-224. https://doi.org/10.1016/S0141-0229(96)00116-0
Chojnacka, K., & Noworyta, A. (2004) Evaluation of Spirulina sp. growth in photoautotrophic, heterotrophic and mixotrophic cultures. Enzyme and Microbial Technology, 34, 461-465. https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2003.12.002
Clesceri, L. S., Eaton, A. D., & Greenberg, A. E. (1998) Standard methods for the examination of water and wastewater, American Public Health Association, 20th ed., Washington D.C.
Coca, M., Barrocal, V., Lucas, S., González-Benito, G., & García-Cubero, M. (2015) Protein production in Spirulina platensis biomass using beetvinasse-supplemented culture media. Food and Bioproducts Processing, 94, 306-312. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2014.03.012
Dar, B. A., Khaliq, R., Jha, G. N., Kour, P., & Qureshi, T. A. (2014) Protective effects of dietary Spirulina against cadmium chloride exposed histoarchitectural changes in the liver of freshwater catfish Clariasbatrachus (Linnaeus, 1758). Indian Journal of Fisheries, 61, 83-87. http://dx.doi.org/10.3126/on.v9i1.5737
Delrue, F., Alaux, E., Moudjaoui, L., Gaignard, C., Fleury, G., Perilhou, A., Richaud, P., Petitjean, M., & Sassi, J. F. (2017) Optimization of Arthrospira platensis (Spirulina) Growth: From Laboratory Scale to Pilot Scale. Fermentation, 3, 59-73. 10.3390/fermentation3040059
Dillon, J. C., Phuc, A. P., & Dubacq, J. P. (1995) Nutritional value of the alga Spirulina. World Review of Nutrition and Dietetics. 77, 32–46. DOI: 10.1159/000424464
Fogg, G. E., Stewart, W. D. P., Fay, P., & Walsby, A. E. (1973) The Blue-Green Algae, Academic Press.
Gstraunthaler, G. (2003) Alternatives to the Use of Fetal Bovine Serum: Serum-free Cell Culture, ALTEX 20, 4/03. http://www.altex.ch/resources/Altex_2003_4_275_281_Gstraunthaler.pdf.
Guillard, R. R. L., & Lorenzen, C. J. (1972) Yellow-green algae with chlorophyllid-c. Journal of Phycology, 8, 10-14. https://doi.org/10.1111/j.1529-8817.1972.tb03995.x
Guillard, R. R. L. (1973) Division rates. In. Stein (ed). Handbook of Phycological Methods.V. 1. Cambridge University Press. 289-312.
Habib, M. A. B., Parvin, M., Huntington, T. C., & Hasan, M. R. (2008) Review on Culture, Production and Use of Spirulina as Food for Humans and Feeds for Domestic Animals and Fish, FAO Fisheries and Aquaculture Circular, Rome.
Henrikson, R. (2009) Earth food Spirulina, (6a ed.), Ronore Enterprises.
Hosseini, S. M., Khosravi-Darani, K., & Mozafari, M. R. (2013) Nutritional and medical applications of Spirulina microalga. Mini Reviews in Medicinal Chemistry, 13, 1231–1237. 10.2174/1389557511313080009
International Serum Industry Association. What is bovine serum used for? http://www.serumindustry.org/documents/Use.pdf .
Jiménez, C., Belén, R. C., Diego, L., & Niella, F. X. (2003) The Feasibility of Industrial Production of Spirulina (Arthrospira) In Southern Spain. Aquaculture, 217, 179-190. https://doi.org/10.1016/S0044-8486(02)00118-7
Lowry, O. H., Rosebrough, N. J., Farr, A. L., & Randall, R. J. (1951) Protein measurement with the folin phenol reagent. Journal of Biological Chemistry, 193, 265–275.
Michalak, I., & Chojnacka, K. (2015) Algae as production systems of bioactive compounds. Engineering in Life Science, 15, 160–176. https://doi.org/10.1002/elsc.201400191
Mohsenpour, S. F, & Richards, B., Willoughby, N. (2012) Spectral conversion of light for enhanced micro algae growth rates and photosynthetic pigment production. Bioresource Technology, 125, 75- 81. 10.1016/j.biortech.2012.08.072
Muliterno, A., Mosele, P. C., Costa, J. A. V., Hemkemeier, M., Bertolin, T. E., & Colla, L. M. (2005) Mixotrophic culture of Spirulina platensis microalgae in fed batch. Ciência e Agrotecnologia, 29, 1132-1138. https://doi.org/10.1590/S1413-70542005000600005
Petrides D. Bioprocess design. https://www.cri.or.th/en/mitthai/Announcement%20and%20Discussion%20Pages/BioprocessDesign.pdf.
Rangel-Yagui, C. O., Danesi, E. D. G., Carvalho, J. C. M., & Sato, S. (2004) Chlorophyll production from Spirulina platensis: cultivation with urea addition by fed-batch process. Bioresource Technology, 92, 133-141. 10.1016/j.biortech.2003.09.002
Richardson, J. W., Myriah, D. J., Xuezhi, Z., Peter, Z., Wei, C., & Qiang, H. (2014) A financial assessment of two alternative cultivationsystems and their contributions to algae biofuel economic viability. Algal Research, 4, 96–104. https://doi.org/10.1016/j.algal.2013.12.003
Rios, S. D., Torres, C. M., Torras, C., Salvado, J., Mateo-Sanz, J. M., & Jimenez, L. (2013) Microalgae-based biodiesel: economic analysis of downstream process realistic scenarios. Bioresource Technology, 136, 617–625. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2013.03.046
Serag, M. A., Higazy, M. A., Basir, M., Mappiratu, H., Nilawati, J., Rahman, N., & Bohari, K. C., Burhanuddin, I. (2017) Production Methods, Economics and Effects of Spirulina Food Supplementation on Malnourished Children. International Journal of Scientific and Engineering Research, 8, 1111-1115.
Shelke, A. D., & Wani, G. P. (2015) Protective effect of dietary supplementation of Spirulina platensis on improvement of growth parameters in mercuric chloride exposed fish, Labeorohita. International Journal of Life Sciences, Special issue A3, 37- 41.
Slade, R., & Bauen, A. (2013) Micro-algae cultivation for biofuels: Cost, energy balance, environmental impacts and future prospects. Biomass and Bioenergy, 53, 29–38. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2012.12.019
Staines, D., & Price, P. (2003) Managing serum requirements for cell culture, GIBCO® Cell Culture.
Suali, E., & Sabartly, R. (2012) Conversion of microalgae to biofuel. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16, 4316-4342. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.03.047
Tortora, G. J. (2007) Microbiology: an introduction, 9th ed., San Francisco: Pearson Benjamin Cummings, The prokaryotes: domains bacteria and archae, 328-9.
Turton, R. (2012) Analysis, synthesis, and design of chemical processes, (4th ed.), Prentice Hall.
Von Der Weid, D., Dillon, J. C., & Falquet, J. (2000) Malnutrition: a silent massacre, Antenna Technology.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2021 Paula Scanavez Ferreira; Gabriela Aparecida Santos; Isadora Torres de Souza; Sérgio Mauro da Silva Neiro; Vicelma Luiz Cardoso; Fabiana Regina Xavier Batista
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.
