Este blog está asociado a las páginas web de las asignaturas de Microbiología del Grado de Biotecnología y del Grado de Ciencias Ambientales de la UMH.

Aquí se publican los resúmenes de los diferentes trabajos realizados por los alumnos de la asignatura Microbiología Industrial.


También podrás encontrar diversas páginas y blogs relacionados con el mundo de la Microbiología. El material que se presenta en ellos puede ser utilizado en clase.


viernes, 25 de mayo de 2012

Mejora de la producción de metabolitos secundarios en Streptosporangium



Improved secondary metabolite production in the genus
Streptosporangium by optimization of the fermentation
conditions

Christoph Pfefferle, Uwe Theobald, Hanne Gürtler, Hans-Peter Fiedler
Journal of Biotechnology 80 (2000) 135–142





Artículo original



Comentario realizado por:

Marina Serrano Maciá
Alicia Serrano Alcalá
María Dolores Olivares Vicente
Patricia Ros Tárraga
Adrián Cabezas Fuster



INTRODUCCIÓN: ESTADO ACTUAL DEL TEMA
La obtención masiva de metabolitos secundarios como antibióticos se necesaria debido al aumento de patógenos resistentes, a la aparición de enfermedades nuevas y a la toxicidad de los compuestos utilizados actualmente. Por lo tanto, se han utilizado varias estrategias para encontrar nuevos fármacos bioactivos y para explotar la producción de los ya conocidos en géneros no tan bien estudiados..
Para ello se ha trabajado con dos géneros estrechamente relacionados: Streptomyces y Streptosporangium. Streptomyces  debido al hecho de que sólo una pequeña parte de su capacidad biosintética se utiliza hoy en día y Streptosporangium (perteneciente al grupo de los actinomicetos raros), debido a que es un género desconocido y por su escasa producción de antibióticos y baja productividad.

HIPÓTESIS DE TRABAJO
¿Es Streptosporangium un candidato para producir metabolitos secundarios de interés bajo las condiciones de fermentación de Streptomyces?


DISEÑO EXPERIMENTAL Y RESULTADOS
Ø  En primer lugar se cultivaron cepas de Streptosporangium partiendo de las condiciones óptimas de Streptomyces en fermentaciones discontinuas:
·         Agitación a 500 rpm
·         Volumen de aireación 1  (volumen gas partido volumen de líquido de trabajo y minuto)
·         Turbina de Rushton


Aquí podemos observar que, manteniendo la presión de oxígeno constante durante el proceso, el crecimiento celular comienza a partir de las 50 horas y, tras 5 días (120h), alcanza la fase estacionaria, donde comienza a producir el metabolito secundario. Finalmente se observa que la concentración final de producto es muy baja.



Ø  En los siguientes experimentos se variaron las condiciones de fermentación para maximizar la productividad, que fueron la velocidad de agitación de 500 a 750 rpm y diferentes volúmenes de aireación.

El pH, la presión de oxígeno y el crecimiento celular se mantienen constantes (por ello no se representan en la gráfica), pero la producción de metabolito secundario experimenta un máximo a 4  y va disminuyendo a valores superiores.

Ø  A continuación se utilizaron diferentes sistemas de agitación (750 rpm, 4  y presión de oxígeno constante).

Aquí podemos observar que se obtiene una mayor producción con la turbina marina que con la turbina Rushton, empleada en los experimentos anteriores. Este resultado se confirma con los dato de la siguiente tabla:

A partir de la tabla se puede apreciar que se consigue 18 veces más de producto al optimizar:
-          Velocidad de agitación
-          Volumen de aireación
-          Sistema de agitación


Ø  A continuación se llevó a cabo un experimento adicional para comprobar si realmente era el oxígeno el gas que influía en la producción de una mayor cantidad  de metabolito secundario (porque los gases en general pueden afectar a la variabilidad del metabolito).


En la gráfica se observa que la mayor producción de metabolito secundario se produce con el mayor suministro de oxígeno.


Ø  Finalmente, se realizó un experimento con una cepa de Streptomyces utilizando las mismas condiciones óptimas de Streptomyces, pero utilizando diferentes volúmenes de aireación.

En la gráfica se observa un máximo de producción a 0.5  (bajas tasas de aireación). 
Se pretenden confirmar las condiciones óptimas de Streptomyces y confirmar que son completamente diferentes a las del género Streptosporangium, pudiéndose observar que Streptomyces tiene producción óptima a bajos volúmenes de aireación; mientras que Streptosporangium la tiene a elevados volúmenes (en este caso fue a 4). 


CONCLUSIÓN
Para mejorar la formación de metabolito secundario es necesaria la optimización de las condiciones de fermentación.
Se demostró que el oxígeno tiene un gran impacto sobre el rendimiento de producción de metabolito secundario variando la velocidad y sistema de agitación y el volumen de aireación que mejoraban su transferencia y suministro hacia las células, por lo que se concluyó que el tamaño de la burbuja influía en la producción de metabolitos secundarios. Además, mediante los experimentos realizados se obtuvieron las condiciones óptimas de Streptosporangium, que eran una velocidad de 750 rpm de agitación, una turbina marina que disminuía el efecto de cizallamiento sobre las células en suspensión y un volumen de aireación de 4 . En estas condiciones se obtiene 18 veces más de producto que utilizando las condiciones iniciales correspondientes a Streptomyces, que son totalmente diferentes, como se demuestra en el último experimento.
            Por otra parte, debido a la optimización de las condiciones de fermentación, se consiguieron aislar nuevos metabolitos secundarios en diversos géneros de Streptomyces.
            El proceso de optimización sirve para aumentar la producción de los metabolitos ya conocidos de ambos géneros y permitir el descubrimiento de nuevos, ya que previamente su producción basal era tan baja que no se podía detectar su presencia.
            Una vez obtenidos se procederá a su estudio para conocer su utilidad, por ejemplo, como fármaco.

jueves, 24 de mayo de 2012

Optimización del proceso de obtención de bioetanol a partir de la paja del arroz.


Realizado por Francisco García Asencio, Daniel Carrillo Bautista, Alejandro Pardines Juan, Carla Crespo Quiles y Marina Sánchez Soler





Introducción: Estado actual del tema a presentar

En la actualidad numerosos centros de investigación están desarrollando métodos para optimizar la producción de bioetanol a partir de la paja del arroz. Esto surge a partir de la necesidad de la sustitución de los combustibles fósiles tradicionales por una fuente de combustible más sostenible.

La producción de bioetanol a partir de la paja del arroz se lleva a cabo por la fermentación alcohólica de la glucosa y la xilosa, azúcares que se obtienen a partir de la hidrólisis de lignocelulosa, presente en la pared celular de las plantas.[1]

Hasta el momento este proceso se llevaba a cabo a partir de la fermentación conjunta de los monosacáridos nombrados mediante la aplicación simultánea de diversos microorganismos. Sin embargo, al llevar a cabo el proceso salía a la luz un problema: el rendimiento a partir de la xilosa era muy bajo, esto sucede porque existe competencia de los microorganismos por el oxígeno.[2]

Hipótesis de trabajo

En este proyecto se propone una alternativa a la utilización de microorganismos genéticamente modificados que son una fuente de preocupación social.
Se utilizan los microorganismos Saccharomyces cerevisiae y Picchia Stipitis para la fermentación secuencial de glucosa y xilosa respectivamente. De esta forma solucionaríamos el problema del rendimiento. Además, la hidrólisis de la lignocelulosa se lleva a cabo simultáneamente con la fermentación para reducir el tiempo del proceso, hecho que produce un abaratamiento de los costes.
 Previamente a la inoculación1 de Picchia Stipitis se han de inactivar las células2 de S. cerevisiae para evitar competitividad entre ambos, aumentando así la eficiencia de la obtención de etanol a partir de xilosa y evitando además la acumulación de xilitol como producto no deseado.

Diseño experimental y resultados

La paja de arroz fue previamente tratada para crear un medio de cultivo adecuado para los microorganismos utilizados, P.stipitis y S.cerevisae. Como hemos mencionado anteriormente, es necesario inactivar S.cerevisae para obtener una mejor producción de etanol a partir de la fermentación de la xilosa por P.stipitis. A continuación, exponemos los cuatro experimentos que se desarrollaron con el fin de observar los efectos de la inactivación de S.Cerevisiae:
En el experimento número 1, inactivamos S.cerevisiae manteniéndola a 50ºC durante 6 horas y posteriormente inoculamos P.stipitis.
En el experimento 2, inoculamos P.stipitis al mismo tiempo que en el experimento anterior pero sin la previa inactivación de S.cerevisiae.
En el experimento 3, solo se inoculó S.cerevisiae sin ser inactivada, y posteriormente se añadió agua destilada que sustituiría a P.stipitis.
Por último, en el experimento 4, se realiza la inactivación de S.cerevisiae en las mismas condiciones que en el experimento 1, a 50ºC durante 6 horas, sustituyendo la inoculación de P.stipitis por agua destilada


Gráficas concentración/tiempo de glucosa, xilosa, etanol y xilitol en los 4 distintos experimentos:
Experimento 1: se observa en la gráfica que la concentración de xilosa desciende más rápidamente que en el resto de experimentos, debido a que S. cerevisiae ha sido inactivada, por lo que no establecerá competencia con P. stipitis, pudiendo ésta así sintetizar etanol de un modo más eficiente (obtenemos mayor concentración de etanol), disminuyendo la concentración de xilosa más rápidamente.
Experimento 2: se observa que la concentración de xilitol es mayor que en el resto de experimentos, debido principalmente a que la enzima que degrada este compuesto, la xilitol deshidrogenasa, funciona con oxígeno. Por consiguiente, la acción de esta enzima será menor, al tener menos oxígeno, ya que S. cerevisiae no ha sido inactivada.
Experimento 3: al no inocular P. stipitis, se observa como casi no disminuye la concentración de xilosa.
Experimento 4: se observa que la  concentración de glucosa y xilosa aumentan en el tiempo, ya que no hay nadie que las degrade. Sin embargo, cuando se ha inactivado S. cerevisiae, no hemos eliminado toda la población, una pequeña fracción sobrevive, por lo que pasado un tiempo esta población provocará la disminución en la concentración de glucosa. Contrariamente, la concentración de xilitol será muy baja, ya que no habrá ningún microorganismo que degrade la xilosa.


Fermentación de la glucosa y de la xilosa mediante S.cerevisiae y P. stipitis


En vista de los resultados anteriores se decidió llevar la investigación por el camino del primer experimento, repitiendo éste, pero en un fermentador de mayor tamaño.
Se utilizó un  medio sintético (compuesto por 50,4 g/l de glucosa, y 20,7 g/l de xilosa) para comprobar el efecto de inactivación de S. cerevisiae en la fermentación de la xilosa mediante P.stipitis. En primer lugar, se inoculó S.cerevisae en condiciones anaeróbicas a 30ºC durante 8 horas para que se produzca la fermentación de la glucosa. A continuación, se somete a las células a 50ºC durante 6 horas con el fin de inactivarlas. Una vez inactivadas se enfría el medio hasta 30ºC y se inocula la P.stipitis. Por último, se produjo la fermentación de la xilosa realizada por P.stipitis a 30ºC. Periódicamente se tomaron muestras para analizar la concentración de levaduras, azúcares, etanol y otros compuestos (como se muestra en la fig. 2).
Conclusión

Por la inactivación de las células S. cerevisiae antes de la inoculación del P. stipitis, se produjo un 23.0% más de etanol así como un 42.4% menos de xilitol. Al mismo tiempo, casi toda la xilosa (95.8%) fue fermentada. Por lo tanto los resultados de esta investigación indicaron que simplemente inactivando S. cerevisiae, la fermentación de la xilosa podría mejorarse considerablemente y el tiempo de fermentación podría reducirse también notablemente. Tras la inactivación de las células de S.cerevisiae se obtuvo un incremento en la producción de etanol, alcanzando 31 g/L de etanol en 36 horas (resultado que iguala en un 84% las producciones teóricas).


1: Inocular: Introducción de las células en el medio.
2: Inactivar las células: reducir su número hasta que su presencia  sea insignificante 


miércoles, 23 de mayo de 2012

Análisis comparativo del genoma de los hongos termófilos degradadores de biomasa Myceliophthora thermophila y Thielavia terrestris

     Un gran desafío en la producción de biocombustibles a partir de la degradación de biomasa (celulosa, hemicelulosa y otros polisacáridos) es la búsqueda de enzimas cuya actuación sea rápida y eficiente.

     Actualmente, las celulasas y hemicelulasas mejor estudiadas son producidas por especies mesófilas como Trichoderma, Aspergillus y Penicillium, cuyo crecimiento óptimo se da en un rango de 40 a 50 ºC. Sin embargo, a estas temperaturas las reacciones de sacarificación e hidrólisis requieren tiempos largos, durante los cuales el reactor puede contaminarse.

     Con el objetivo de evitar este problema, una solución sería incrementar la temperatura para aumentar la velocidad de la reacción hidrolítica y, de este modo, disminuir el riesgo de contaminación. Sin embargo, para poder hacer esto son necesarias enzimas termoestables que provengan de hongos termófilos y sean capaces de resistir altas temperaturas. A pesar de que las enzimas de organismos termófilos presentan una actividad celulítica mayor, la cantidad de enzimas extracelulares producidas por estos seres es menor que la de mesófilos.

Distinción entre hongos termófilos y mesófilos

     Por todo lo comentado anteriormente, se realiza a lo largo del artículo un análisis comparativo entre dos especies termófilas, Thielavia terrestris y Myceliophtora thermophila, y una serie se experimentos en los que: a) se intenta caracterizar a los hongos termófilos (saber qué les distingue de los mesófilos) y b) se compara la actividad enzimática de los hongos mesófilos y termófilos al actuar sobre unos sustratos determinados.

     En la primera serie de experimentos que se realizaron, se trató de distinguir termófilos de mesófilos a nivel de ADN, de aminoácidos y de procesos metabólicos. 

     De esta forma, a nivel de ADN se investigó la posible relación entre el contenido del par de bases GC y la termofilia, ya que este par de bases presenta tres puentes de hidrógeno frente a los dos que tiene el par AT. Se observó que el genoma de organismos termófilos presentaba un menor contenido GC que el de mesófilos. Sin embargo, había un mayor contenido GC en regiones codificantes de termófilos que en las regiones codificantes de mesófilos, concretamente en el tercer nucleótido de cada codón. Por otro lado, el contenido de este par de bases no parecía tener ninguna relación con la adaptabilidad térmica en procariotas. 

     En cuanto a nivel de aminoácidos, se trabajó en la búsqueda de posibles firmas que estuviesen relacionadas con la termoestabilidad. Se pudo observar como el motivo “IVYWREL” sí estaba implicado en procariotas termófilos. Sin embargo, estas “firmas” no suponían ninguna diferencia entre hongos filamentosos mesófilos y termófilos.

     Finalmente, se investigó la posible relación entre la capacidad de soportar altas temperaturas y algunos procesos metabólicos como la biosíntesis de membrana, estructura y modificación de la cromatina, el metabolismo de la pared celular del hongo y heat shock proteins (HSP), aunque no se encontró nada que marcara una diferencia entre mesófilos y termófilos.

     En otra línea de experimentos completamente diferente, se pretendió encontrar el origen de la aparición de los hongos termófilos entre los ascomicetos mediante una serie de estudios taxonómicos. Sin embargo, se observó que no existe ninguna relación filogenética, sino que dichos hongos aparecen aislados en todo el Phylum.

Enzimas involucradas en la degradación de biomasa

     Las principales enzimas encargadas en la degradación de biomasa vegetal utilizadas por hongos son las CAZymes, un conjunto de enzimas de diferentes clases y familias que catalizan la ruptura, biosíntesis y modificación de glicoconjugados y polisacáridos.

     Al estudiar como se desenvolvían M. thermophila o T. terrestris en cultivos sobre extractos vegetales, se observaba un incremento en la síntesis de CAZymes, en concreto de GHs y PLs.

     - Glicósidos hidrolasas (GHs): llevan a cabo la hidrólisis de enlaces glicosídicos con un máximo de actividad a pH ácido. T. terrestris produce en mayor cantidad este grupo enzimático; por tanto, su crecimiento óptimo será en medios ácidos.

     - Polisacáridos liasas (PLs): su función es escindir enlaces glicosídicos (1,4). Su máximo de actividad es a pH neutro – básico. M. thermophila produce principalmente esta clase de enzimas, por lo que un medio básico-neutro será el idóneo para su crecimiento.

    Al analizar las proteínas activas en la degradación, se observaba una clara expresión de la familia GH61. Esta familia enzimática se encarga de la degradación de polisacáridos complejos y recalcitrantes, con principal acción sobre la lignocelulosa.

     La lignocelulosa es un polímero de celulosa y hemicelulosa unido fuertemente a lignina, responsable de la rigidez de las paredes celulares vegetales y que supone una de las mayores fuentes de carbono renovables para la producción de biocombustible. La importante cantidad de polisacáridos derivados de la hidrólisis de la lignocelulosa, se utiliza, mediante fermentación, para la producción de bioetanol. El problema es que los robustos enlaces del complejo no favorecen la acción de las hidrolasas de glicósidos utilizadas comúnmente y por ello la familia GH61 compone un conjunto de enzimas de gran interés industrial.

Perfiles de transcripción en sustratos de biomasa

     También se hizo una comparativa entre lo que ocurre durante el crecimiento de los hongos en glucosa (sistema control) y en dos cereales: la cebada (modelo usado para las monocotiledóneas) y alfalfa (modelo usado para las dicotiledóneas).
  
Expresión de enzimas en diferentes sustratos
    
     En cuanto a las enzimas que modifican la pared (GH16, GH17 y GH72) se pudo observar que se expresaban de igual manera tanto en glucosa como en ambos cereales. Por el contrario, en  referencia a las enzimas que destruyen la pared, se daba expresión tanto en alfalfa como en cebada, pero no en glucosa. 

     Siendo los componentes fundamentales de la cebada, la celulosa y la hemicelulosa, se vio que los genes de los enzimas que se inducían en este cereal estaban relacionados con la composición de dicho sustrato, de manera que se encontraba una alta cantidad de enzimas celulolíticas y xilanolíticas, además de arabinasas y enzimas pectinolíticas, con una disminución progresiva en estas últimas.

     En cuanto a la alfalfa, formada predominantemente por pectina y xilano, se ha descubierto que los genes de los enzimas que se inducen en dicho cereal no están relacionados con la composición de éste. De esta manera, las enzimas xilanolíticas permanecen a un bajo nivel, tanto en T. terrestris como en M. termophila; y en las liasas de pectina, aunque sí hay un incremento en M. termophila, no se denota un aumento en T. terrestris debido a que la degradación de la pectina se hace por medio de una ruta alternativa, con la actividad hidrolítica de la enzima GH28.

     Tras varias investigaciones, se llegó a la conclusión de que los hongos termófilos degradaban la celulosa a un ritmo mayor que los mejores productores de celulasas dentro del grupo de mesófilos (por ejemplo, T. ressei). Teniendo en cuenta que la temperatura óptima de degradación de biomasa de enzimas de termófilos está en un rango de 55 ºC a 70 ºC, se esperaba, por tanto, que a altas temperaturas, los termófilos degradasen más rápidamente.


     Se llevaron a cabo varios experimentos sobre alfalfa para confirmar este hecho, utilizando enzimas termófilas (de M. termophila, T. terrestris) y enzimas mesófilas (de C. globossum y T. ressei). En cuanto a las enzimas de las últimas, se obtuvo una temperatura óptima de hidrólisis a 50 ºC en T. ressei y una actividad óptima de degradación en un rango de temperatura entre 30-60 ºC en C. globossum. En referencia a los organismos termófilos, además de obtener una mayor concentración de azúcares, se observaron dos picos de temperatura óptima, uno a 40º y otro a 60º.

     Se planteó como hipótesis a estos resultados la posibilidad de que los termófilos tuvieran diversas enzimas degradadoras de biomasa, algunas de las cuales tuvieran una temperatura óptima de actuación a 40 ºC y otros a 60 ºC. Se contrastó dicha hipótesis clonando 7 xilanasas (termófilas) en Aspergillus niger (mesófilo) y comprobaron que, efectivamente, las temperaturas óptimas de actividad estaban en un rango de entre 45 ºC y 70 ºC.

     En conclusión, se pudo afirmar que los organismos termófilos (M. termophila y T. terrestris) poseían diversas actividades enzimáticas para la degradación de polisacáridos en la pared celular de las plantas y además contaban con un repertorio de enzimas que les permitía hidrolizar biomasa en un amplio rango de temperaturas, posiblemente motivo por el cual estos organismos son ubicuos.

Uso potencial del ciclo sexual para el desarrollo de estirpes

     Otro estudio que se hizo estuvo basado en el potencial del ciclo sexual para crear cepas mejoradas. Para ello se llevaron a cabo cruzamientos sexuales poco comunes entre hongos destinados a la bioproducción (barajeo de genomas, mutagénesis clásica…), sobre todo con M. termophila, destacando aquéllos donde intervenían los genes del apareamiento (mating genes), los cuales tenían un papel esencial en la reproducción sexual de ascomicetos. El problema fue que los resultados obtenidos no fueron satisfactorios.  

     Aun así, actualmente se sigue trabajando en ello, ya que si se consiguieran resultados sería un gran éxito a nivel industrial debido a que podrían cruzar especies naturales y modificadas genéticamente para conseguir aumentar el rendimiento en la degradación de biomasa y así abaratar los costes en la producción de biocombustibles.

     Otra posibilidad que se está explotando también a día de hoy es la expresión de enzimas termófilas en huéspedes mesófilos; así se combinarían las ventajas de alta producción enzimática (mesófilos) con alta actividad hidrolítica (termófilos).


Referencia bibliográfica: Berka et al., Comparative genomic analysis of the thermophilic biomass-degrading fungi Myceliophthora thermophila and Thielavia terrestris

Realizado por: Ángela Cantos García, Ana García Pérez, Oriol Juanola Juárez, Oliver Pérez Howell, Diana Sáez Chica.

martes, 22 de mayo de 2012

Estudio de las condiciones óptimas para la obtención de biomasa con Chlorella vulgaris

La necesidad de agudizar el ingenio


Probetas con microalgas cultivadas para biocombustibles por Biofuel Systems, en Alicante


En las últimas décadas se está observando un consumo abusivo, debido al crecimiento demográfico y a la mayor demanda, de los recursos naturales y un encarecimiento del precio de estos, esto unido a la producción de gases de efecto invernadero, que se generan en la combustión de estos recursos, es un gran problema en la sociedad. Por este motivo se ha planteado la necesidad de generar recursos alternativos renovables y biodegradables.
Las primeras alternativas que se generaron para solucionar este problema, fue el uso de biocombustibles de origen agrícola (aceites de soja, colza / canola, palma), pero este uso consume muchos recursos que pueden utilizarse para alimentación.

En Sudáfrica, uno de los países con mayor consumo de hidrocarburos y emisor de gases de efecto invernadero, se aisló de un lago de agua dulce (en la provincia de KwaZulu-Natal), un alga unicelular capaz de producir gran cantidad de lípidos en su interior, y fue identificada, mediante el análisis por PCR del ADN, como Chlorella vulgaris.

Recientes estudios demuestran que la producción de biomasa de microalgas, es un recurso que puede satisfacer la demanda mundial de combustible, además de existir más 40.000 especies diferentes capaces de producir y almacenar grandes cantidades de lípidos en su interior, tienen gran adaptabilidad para crecer, ya que se pueden cultivar en terrenos indeseables, requieren menos recursos y no necesitan suelo agrícola,  también tienen rápidas tasas de crecimiento, no dependen de las condiciones ambientales (lluvias, estaciones, latitud), y son de fácil crecimiento en biorreactores.

En la producción de biomasa de algas es necesario elegir la cantidad y calidad del aceite para la producción de los biocombustibles adecuados. Por esto, el estudio se centra en una cepa de microalgas (Chlorella vulgaris), para diseñar la forma más efectiva de producción de biomasa para biocombustible. Para ello, se les sometió a los cultivos, a variaciones en las concentraciones de CO2 y nutrientes (nitratos y fosfatos), estudiando el comportamiento térmico de la biomasa durante la pirólisis por TGA (análisis gravimétrico térmico), y determinar la mejor intensidad de luz requerida para aumentar la producción de biomasa utilizando la técnica denominada PAM (basada en el análisis de la extinción de fluorescencia de la clorofila).
Se determinó que el mejor medio de cultivo para la producción de biomasa de Chlorella vulgaris es el BG-11 (en laboratorio).


Para un óptimo rendimiento del cultivo hay que tener en cuenta la intensidad de la luz, siendo ésta óptima entre 150-350 μmol de fotones m-2 s-1 (Detectada por PAM).

La cepa estudiada puede tolerar una concentración de CO2 hasta un 4%, concentración a la cual se obtiene el mayor rendimiento de crecimiento de biomasa. Por encima de este nivel hay un efecto tóxico del CO2 por la disminución del pH provocada por el aumento de la concentración del ácido carbónico que se produce.El rango de pH óptimo oscila entre 7.5 y 8.0.

El nitrato y el fosfato tienen un papel principal en el crecimiento de la cepa como nutrientes. En un medio rico en nitratos (concentración óptima 5gl-1) se produce un crecimiento máximo. Aunque el fosfato intracelular es suficiente para las primeras divisiones, se obtiene un mayor rendimiento a una concentración de 0,04gl-1.

En el análisis gravimétrico térmico en atmósfera de nitrógeno (TGA en condiciones anóxicas), se determinaron 3 etapas diferentes según se aumentaba la temperatura:

Volume 111, Issue 3, March 2011, Pages 377–382
Primera etapa (inicio-230ºC): pérdida ligera de peso de la biomasa debida a la eliminación de agua.

Segunda etapa (230ºC-350ºC): proceso de pirólisis, este se basa en la descomposición de triglicéridos y otros compuestos orgánicos en moléculas más simples (como alcanos, alquenos y sustancias aromáticas). Estos productos simples se pueden transesterificar, modificar químicamente y así producir el biodiesel. En este paso se produce la pérdida de peso máximo.

Tercera etapa (350ºC-800ºC): pérdida de peso lenta y continuada debido a que se produce la descomposición casi total de la biomasa.


Con este procedimiento se evita, tener que romper las paredes celulares de las microalgas (paso crítico en otros métodos de extracción).

El contenido de lípidos máximo obtenido fue del 21% del peso seco en condiciones óptimas con las que se obtiene el mayor crecimiento de la biomasa y hasta un 40% en condiciones de estrés.

Pero, queda aún mucho por investigar hasta que se puedan obtener alternativas económicamente viables.


por Eva M. Soriano, Eva M. Brú, Anja Holz, Miguel Sánchez, Malva Puchades.

Referencia: Bhola et al. 2011Effects of parameters affecting biomass yield and thermal behaviour of Chlorella vulgaris. Journal of Bioscience and Bioengineering.