La regulación de la luz, al servicio de las microalgas

Equipo de la Universidad de Almería, responsable del estudio. De izquierda a derecha, Asterio Sánchez Mirón, Francisco García Camacho y Lorenzo López Rosales

Investigadores del Grupo de Biotecnología de Microalgas Marinas de la Universidad de Almería, en colaboración con la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Massey de Nueva Zelanda, han desarrollado un nuevo dispositivo de cultivo de microalgas a escala piloto, cuya principal novedad es la utilización de diodos como fuente de iluminación. El sistema ha sido utilizado para la producción de dinoflagelados, un grupo de microorganismos marinos que generan sustancias bioactivas con diferentes aplicaciones farmacológicas.

El sistema de iluminación diseñado resulta muy barato y permite simular cualquier régimen de iluminación ideado por el usuario. Además, es aplicable a cultivos de una gran variedad de microalgas para volúmenes que pueden ocupar desde unos pocos mililitros hasta miles de litros. A través del nuevo modelo, el metabolismo de las microalgas puede ser dirigido hacia la síntesis de sustancias de interés. También puede imitarse la iluminación solar con la finalidad de evaluar el potencial de cultivo de cualquier especie bajo distintas condiciones.

“La iluminación usando luces de diodo es particularmente atractiva ya que consume menos energía y genera menos calor que las lámparas incandescentes y tubos fluorescentes, usados tradicionalmente en la producción de biomasa a partir de microalgas. Además, los LED pueden ser seleccionados para suministrar luz a cualquier longitud de onda”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Almería, Francisco García Camacho, responsable de la investigación.

Fotobiorreactor en columna de burbujeo con iluminación LED. Dispositivo utilizado en los ensayos

Tras las investigaciones realizadas, tanto a escala de laboratorio, como a nivel piloto han publicado en la revista Bioresource Technology un artículo titulado ‘Pilot-scale bubble column photobioreactor culture of a marine dinoflagellate microalga illuminated with light emission diodes’, en el que confirman la eficiencia productiva del nuevo sistema.

Nuevas vías de producción

Los dispositivos utilizados en las pruebas son cerrados en columna de burbujeo. Se denominan así porque mantienen al cultivo totalmente aislado del medio ambiente exterior. Su forma en columna ayuda a distribuir la luz y puede ser cilíndrica o rectangular. El burbujeo permite que el cultivo se pueda mezclar con la corriente de aireación.

El dinoflagelado utilizado para esta investigación, Karlodinium veneficum, es uno de los más sensibles a la turbulencia que se genera en los fotobiorreactores y, por lo tanto, requiere un mayor estudio para su explotación a nivel industrial. Además, según indica García Camacho, esta microalga está reconocida como productora de compuestos con potencial aplicación como anticancerígenos y tratamiento del colesterol. Actualmente, otras microalgas de este tipo están siendo evaluadas en fotobiorreactores con iluminación LED construidos por los investigadores del grupo.

“Los dinoflagelados tienen un enorme potencial para descubrir nuevas sustancias que pueden usarse para mejorar la vida de las personas, pero antes debemos conocer cómo lograr producirlos a un coste razonable, actuando sobre todas las partes del proceso, entre ellas, la fuente de iluminación”, concluye el investigador almeriense.

Este sistema mantiene al cultivo aislado del medio ambiente exterior, permite la distribución de la luz y la mezcla con la corriente de aireación.

El trabajo forma parte del proyecto titulado ‘Biotecnología de dinoflagelados marinos. Producción y valorización de su biomasa a escala piloto’, financiado por el Programa Nacional de I+D+i. Con los investigadores de la Universidad de Almería colabora estrechamente el grupo de investigación Productos Naturales Marinos de la Universidad de La Laguna con el objetivo de contribuir a potenciar el uso de dinoflagelados y sus productos derivados como una parte de la bioeconomía basada en la Biotecnología Azul.

Referencias:

Francisco García Camacho, Asterio Sánchez Mirón, Elisa Martín Beato, Emilio Molina Grima, Yusuf Chisti, Lorenzo López Rosales: ‘Pilot-scale bubble column photobioreactor culture of a marine dinoflagellate microalga illuminated with light emission diodes’. Bioresource Technology.

Imágenes:

Equipo de la Universidad de Almería, responsable del estudio. De izquierda a derecha, Asterio Sánchez Mirón, Francisco García Camacho y Lorenzo López Rosales

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Fotobiorreactor en columna de burbujeo con iluminación LED. Dispositivo utilizado en los ensayos

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Este sistema mantiene al cultivo aislado del medio ambiente exterior, permite la distribución de la luz y la mezcla con la corriente de aireación.

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