Maximización de la luteína de microalgas mediante patrones de luz y cambios de nutrientes en fotobiorreactores

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Cultivo de microalgas
• Bioquímica nutricional

Sus antecedentes:

• La luteína, una xantofila vital de Chlorella sorokiniana, es crucial para la salud ocular y metabólica.
• La producción de luteína a menudo se limita por la degradación bajo alta luz y condiciones de nutrientes subóptimas durante el cultivo.

Objetivo del estudio:

• Optimizar el rendimiento de luteína de Chlorella sorokiniana a través de la modulación estratégica de la luz y el refinamiento de nutrientes.
• Mejorar la productividad de luteína y el rendimiento de biomasa minimizando la degradación del pigmento.

Principales métodos:

• Se investigaron los efectos de diversas intensidades de luz (4k-14k lux) y patrones de ciclado de luz-oscuridad.
• Se optimizó la composición de nutrientes, incluida la fuente de nitrógeno (urea) y el enriquecimiento de macro/micronutrientes.
• Se implementó un proceso de cultivo de dos etapas que combina estrategias optimizadas de luz y nutrientes.

Principales resultados:

• Un proceso de dos etapas con luz de 10k lux y nutrientes enriquecidos logró un rendimiento máximo de luteína de 86,40 mg/L y una biomasa de 8,31 g/L.
• Las condiciones optimizadas mejoraron la producción de luteína en ~39,1% y la biomasa en 23,1% en comparación con el control.
• La estrategia optimizada demostró una relación de productividad de pigmento a biomasa proporcionalmente mayor.

Conclusiones:

• La estrategia integrada de luz-nutrientes en un proceso de dos etapas mejora significativamente el rendimiento de luteína y la producción de biomasa en Chlorella sorokiniana.
• Este enfoque reduce los costos de producción en un 28-32%, mejorando la viabilidad económica de la producción de luteína de microalgas.
• El proceso sostenible apoya los objetivos de salud, innovación y acción climática, allanando el camino para el bioprocesamiento escalable de luteína de microalgas.