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PRODUCCION FOTOSINTETICA DE AZUCARES FERMENTABLES A PARTIR DE AGUA DE MAR

SANZ SMACHETTI, María Eugenia 1 | CORONEL, Camila Denise1 | SALERNO, Graciela L.2 | CURATTI, Leonardo1 INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN BIODIVERSIDAD Y BIOTECNOLOGÍA (INBIOTEC-CONICET) Y FIBA 1; FUNDACIÓN PARA INVESTIGACIONES BIOLÓGICAS APLICADAS (FIBA) 2

INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN BIODIVERSIDAD Y BIOTECNOLOGÍA (INBIOTEC-CONICET) Y FIBA 1; FUNDACIÓN PARA INVESTIGACIONES BIOLÓGICAS APLICADAS (FIBA) 2

Introducción y Objetivos:
La producción a gran escala de biocombustibles de tercera generación presenta varias limitaciones que deben superarse para lograr una comercialización masiva y rentable de los mismos. El pretratamiento y la sacarificación de la biomasa que se utiliza para transformar los carbohidratos insolubles en azúcares fermentables son algunas de ellas. Una alternativa es cultivar cepas que acumulen sacarosa, un azúcar soluble y de fácil extracción, como respuesta a estrés salino. Esta estrategia se podría combinar con la utilización de agua de mar o salobre para la inducción, reduciendo los costos y el impacto ambiental en cultivos a gran escala. Este trabajo buscó identificar y seleccionar cepas de microalgas que acumulen sacarosa, y optimizar las condiciones de cultivo en agua de mar sintética.
Materiales y Métodos:
Se realizó una bioprospección de 30 cepas de microalgas de agua dulce y se seleccionó a Desmodesmus sp. cepa P5. Para el análisis del efecto de la preaclimatación al estrés salino, P5 fue inducida inicialmente con 100 mM NaCl y a los tres días llevada a 400 mM NaCl; o cultivada por tres días en medio estándar y luego inducida con 400 mM NaCl. Para estudiar el efecto de la concentración de nitrógeno (N), el medio fue suplementado con 1, 3, 6 o 10 mM NaNO3, y en ausencia o en presencia de NaCl. Para evaluar la posibilidad de utilizar agua de mar, las cepas fueron cultivadas inicialmente en medio BG11 con suficiencia de N (10 mM NaNO3) y 100 mM NaCl. Luego de tres días, se agregaron 3 volúmenes de medio BG11 preparado en agua de mar artificial y se dejó crecer por seis días más. Todos los experimentos fueron realizados en luz continua a 270 μmol phot . m-2 . s-1, temperatura constante a 28 °C, y con burbujeo de aire húmedo con 2% de CO2.
Resultados:
La preaclimatación permitió incrementar el rendimiento volumétrico de sacarosa de 78 ± 12 mg . L-1, conseguidos en el cultivo control, a 98 ± 2 mg . L-1. Esta diferencia aumentó sustancialmente en suficiencia de N, alcanzando 228 ± 24 mg . L-1. Por lo tanto, se decidió evaluar el efecto de la concentración de N sobre la acumulación de sacarosa y la posibilidad de coproducir lípidos, ya que aumentaría el rendimiento volumétrico de biocombustibles. Se observó que los niveles más altos de sacarosa se alcanzaron con suficiencia de N y en presencia de NaCl, mientras que los niveles más altos de lípidos se lograron en privación de N (1 o 3 mM NaNO3), independientemente de la concentración de NaCl. Por lo tanto, la hiper acumulación conjunta de sacarosa y lípidos no sería factible. Teniendo en cuenta estos resultados, se evaluó el crecimiento en agua de mar y en suficiencia de N para potenciar la acumulación de sacarosa, alcanzando 10% (p/p), contenido comparable al de la caña de azúcar.
Conclusiones:
Los resultados de este trabajo sugieren la posibilidad del uso de agua de mar para la obtención de biomasa rica en sacarosa, un sustrato con aplicabilidad en diversas fermentaciones industriales, entre ellas, la producción de biocombustibles.