Efectos de la irradiancia, salinidad y fase de cultivo sobre la producción de clorofila a y carotenoides totales por las microalgas Muriellopsis sp. y Chlorella sorokiniana
Effects of irradiance, salinity, and culture phase on chlorophyll a and total carotenoid production by the microalgae Muriellopsis sp. and Chlorella sorokiniana
Palabras clave:
biotecnología, microalgas, irradiancia, salinidadResumen
La producción de pigmentos fotosintéticos por microalgas constituye una fuente relevante de compuestos antioxidantes con alto valor comercial. En este estudio se evaluó el efecto de la irradiancia, la salinidad y la fase de crecimiento sobre la acumulación de clorofila a y carotenoides totales en las microalgas de agua dulce Muriellopsis sp. y Chlorella sorokiniana. Ambas especies fueron cultivadas bajo condiciones controladas de laboratorio, utilizando dos niveles de irradiancia (1000 y 10000 lux) y tres salinidades (0, 10 y 15 ‰), considerando las fases exponencial y estacionaria del crecimiento. En Muriellopsis sp., los mayores contenidos de clorofila a se registraron en la fase exponencial a 1000 lux, particularmente a 15 ‰ (0,141 ± 0,014 mg/L) y 10 ‰ (0,088 ± 0,012 mg/L). En C. sorokiniana, los valores más elevados se observaron en la fase estacionaria tanto a 10000 lux y 0 ‰ (0,535 ± 0,034 mg/L) como a 1000 lux y 15 ‰ (0,0059 ± 0,0021 mg/L). En cuanto a los carotenoides totales, Muriellopsis sp. alcanzó los mayores valores en la fase estacionaria a 10000 lux, mientras que C. sorokiniana presentó máximos en la misma fase a ambas irradiancias bajo 15 ‰. Los resultados evidencian que la irradiancia y la salinidad interactúan con el estado de crecimiento, generando respuestas fisiológicas diferenciadas, lo que sienta bases para la optimización de sistemas de cultivo microalgal con aplicaciones potenciales en acuicultura, particularmente en la producción de biomasa y pigmentos funcionales para la nutrición y el fortalecimiento fisiológico de organismos cultivados.
Descargas
Citas
Aizpuru A., González-Sánchez A. (2024). Traditional and new trend strategies to enhance pigment contents in microalgae. World Journal of Microbiology and Biotechnology 40:272. https://doi.org/10.1007/s11274-024-04070-3
Assobhi B., Ennasry H., Latique S., Kara M., Alaoui Mhamdi M., Bahhou J. (2024). Influence of salinity, nitrogen and phosphorus concentrations on the physiological and biochemical characteristics of two Chlorophyceae isolated from Fez freshwater, Morocco. Scientific Reports 14:8259. https://doi.org/10.1038/s41598-024-58864-4
Astocondor M., Mayta H., Egma M., Haydee T., Tarazona R. (2017). Crecimiento poblacional y productividad de la microalga nativa Chlorella peruviana bajo diferentes salinidades. Revista de Investigaciones Veterinarias del Perú 28(4):976-986.
Baroli I., Niyogi K. (2000). Molecular genetics of xanthophyll-dependent photoprotection in green algae plants. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 355(1402):1385-1394.
Ben-Amotz A., Avron M. (1982). Accumulation of β-carotene in halotolerant algae: Purification and characterization of β-carotene-rich globules from Dunaliella bardawil (Chlorophyceae). Journal of Phycology 18(4):529-537.
Bermúdez J., Lodeiros C., Morales E. (2002). Producción de biomasa de la microalga marina Chroomonas sp., en función del pH, intensidad luminosa y salinidad. Boletín de Investigaciones Marinas y Costeras 31(1):167-185.
Borowitzka L., Borowitzka J., Moulton T. (1984). The mass culture of Dunaliella salina for fine chemicals: From laboratory to pilot plant. Hydrobiologia 116/117(1):115-121.
Borowitzka M., Siva C. (2007). The taxonomy of the genus Dunaliella (Chlorophyta, Dunaliellales) with emphasis on the marine and halophilic species. Journal of Applied Phycology 19:567-590.
Butnariu M., Sarac I., Pentea M., Samfira I., Negrea A., Motoc M., Çelekli A., Dönmez G. (2006). Effect of pH, light intensity, salt and nitrogen concentrations on growth and β-carotene accumulation by a new isolate of Dunaliella sp. World Journal of Microbiology and Biotechnology 22:183-189.
Chavan K., Chouhan S., Jain S., Singh P., Yadav M., Tiwari A. (2014). Environmental factors influencing algal biodiesel production. Environmental Engineering Science 31(11):602-611. https://doi.org/10.1089/ees.2014.0219
Chia S., Chew K., Show P., Yap Y., Ong H., Ling T. (2018). Analysis of economic and environmental aspects of microalgae biorefinery for biofuels production: A review. Biotechnology Journal 13(6):1700618. https://doi.org/10.1002/biot.201700618
Coulombier N., Nicolau E., Le Déan L., Antheaume C., Jauffrais T., Lebouvier N. (2020). Impact of light intensity on antioxidant activity of tropical microalgae. Marine Drugs 18(2):122. https://doi.org/10.3390/md18020122
Croce R., Van Amerongen H. (2014). Natural strategies for photosynthetic light harvesting. Nature Chemical Biology 10:492-501. https://doi.org/10.1038/nchembio.1555
Diaz-MacAdoo D., Mata M., Riquelme C. (2022). Influence of irradiance and wavelength on the antioxidant activity and carotenoids accumulation in Muriellopsis sp. isolated from the Antofagasta coastal desert. Molecules 27(8):2412. https://doi.org/10.3390/molecules27082412
De Jaeger L., Carreres B., Springer J., Schaap P., Eggink G., Dos Santos M. (2018). Neochloris oleoabundans is worth its salt: Transcriptomic analysis under salt and nitrogen stress. PLoS ONE 13(4):e0194834. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0194834
Fazeli M., Tofighi R., Samadi H., Jamalifar H. (2006). Effects of salinity on beta-carotene production by Dunaliella tertiolecta DCCBC26 isolated from the Urmia Salt Lake, north of Iran. Bioresource Technology 97:2453-2456.
Fernández-Linares L., Montiel-Montoya J., Millán-Oropeza A., Badillo-Corona J. (2012). Producción de biocombustibles a partir de microalgas. Ra Ximhai 8(3):101-115.
Gong M., Bassi A. (2016). Carotenoids from microalgae: A review of recent developments. Biotechnology Advances 34(8):1396-1412. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2016.10.005
Guevara M., Pinto R., Villarroel J., Hernández E., Díaz R., Gotera B., Cortez R. (2016). Influencia de la salinidad y la irradiancia sobre el crecimiento y composición bioquímica de una nueva cepa de Dunaliella salina, proveniente de las salinas de Araya, Venezuela. Saber 28(3):494-501.
Guillard R. (1975). Culture of phytoplankton for feeding marine invertebrates. En: Smith W.L., Chanley M.H. (Eds.), Culture of Marine Invertebrate Animals. Plenum Publishing Corporation, New York, pp. 29-60.
Hotos G., Avramidou D. (2021). The effect of various salinities and light intensities on the growth performance of five locally isolated microalgae [Amphidinium carterae, Nephroselmis sp., Tetraselmis sp. (var. red pappas), Asteromonas gracilis and Dunaliella sp.] in laboratory batch cultures. Journal of Marine Science and Engineering 9:1275. https://doi.org/10.3390/jmse9111275
Jianjun H., Nagarajan D., Zhang Q., Chang J., Lee D. (2018). Heterotrophic cultivation of microalgae for pigment production: A review. Biotechnology Advances 36(1):54-67. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2017.09.009
Kumar K., Dasgupta C., Nayak B., Lindblad P., Das D. (2011). Development of suitable photobioreactors for CO₂ sequestration addressing global warming using green algae and cyanobacteria. Bioresource Technology 102(8):4945-4953. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.01.054
Madigan M., Martinko J., Parker J. (1999). Brock: Biología de los microorganismos. 8va ed. Prentice Hall, Madrid. 1064 pp.
Metsoviti M., Papapolymerou G., Karapanagiotidis I., Katsoulas N. (2020). Effect of light intensity and quality on growth rate and composition of Chlorella vulgaris. Plants 9(1):31. https://doi.org/10.3390/plants9010031
Mora R., Moronta R., Ortega J., Morales E. (2005). Crecimiento y producción de pigmentos de la microalga nativa Chlorella sp. aislada de la Represa de Tulé, Municipio Mara, Estado Zulia, Venezuela. Ciencia 13(2):117-124.
Mostafa H., Hashem M. (2025). Microalgae as a source of carotenoids in foods, obstacles and solutions. Phytochemistry Reviews 24:4295-4337. https://doi.org/10.1007/s11101-024-10039-9
Rad F., Aksoz N., Hejazi M. (2015). Effect of saltiness on the growth and production of β-carotene in isolated Dunaliella sp. microalga from Qom Salt Lake of Iran. International Journal of Biosciences 6(2):164-171.
Rearte T., Celis P., Abdala-Díaz R., Castro-Varela P., Marsili S., García C., Cerón-García M., Figueroa F. (2024). Increase in polyunsaturated fatty acids and carotenoid accumulation in the microalga Golenkinia brevispicula (Chlorophyceae) by manipulating spectral irradiance and salinity. Biotechnology and Bioengineering 121(12):3715-3727. https://doi.org/10.1002/bit.28831
Ren Y., Sun H., Deng J., Huang J., Chen F. (2021). Carotenoid production from microalgae: Biosynthesis, salinity responses and novel biotechnologies. Marine Drugs 19(12):713. https://doi.org/10.3390/md19120713
Rodríguez L., Gómez L., Peraza Y. (2014). Evaluación del crecimiento de Chlorella vulgaris en diferentes concentraciones de vinaza. Centro Azúcar 41(4):75-85.
Sathasivam R., Ki J. (2018). A review of the biological activities of microalgal carotenoids and their potential use in healthcare and cosmetic industries. Marine Drugs 16(1):26. https://doi.org/10.3390/md16010026
Sharma K., Li Y., Schenk P. (2014). UV-C-mediated lipid induction and settling, a step change towards economical microalgal biodiesel production. Green Chemistry 16:3539-3548.
Silva S., Ferreira I., Dias M., Barreiro M. (2020). Microalgae-derived pigments: A 10-year bibliometric review and industry and market trend analysis. Molecules 25(15):3406. https://doi.org/10.3390/molecules25153406
Sirohi P., Verma H., Singh S., Singh V., Pandey J., Khusharia S., Kumar D., Kaushalendra D., Teotia P., Kumar A. (2022). Microalgal carotenoids: Therapeutic application and latest approaches to enhance the production. Current Issues in Molecular Biology 44:6257-6279. https://doi.org/10.3390/cimb44120427
Sokal R., Rohlf F. (2003). Biometry: The principles and practice of statistics in biological research. 3rd ed. Freeman, New York. 915 pp.
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Dialys Bastardo-Vera, Roraysi Cortez, Rafael Pinto, Miguel Guevara, Elvira Hernandez

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.

