Uso de residuos agroindustriales para fabricar proteínas a partir de la microalga Chlorella vulgaris

Use of Agroindustrial Waste to Produce Proteinsfromthe Microalgae Chlorella vulgaris

El nitrógeno, factor limitante del crecimiento microalgal, se emplea para la síntesis de proteínas. Encontrar fuentes económicas y no convencionales de nitrógeno para los cultivos puede favorecer el rendimiento y la viabilidad del proceso. En este proyecto, primero, se realizó una selección teórica de los potenciales residuos que se iban a evaluar; luego, se evaluó el crecimiento del cultivo, productividad de biomasa microalgal y rendimiento de proteína en cultivos de Chlorella vulgaris enriquecidos con fuentes de nitrógeno orgánico e inorgánico, suero lácteo y NaNO₃, con fotoperiodos de 12 h de luz: 12 h de oscuridad a 20 ± 1 ºC, durante 7 días. Las mayores tasas de crecimiento del cultivo se dieron a concentraciones de 0,041 gL^-1 de nitrógeno enriquecido para la fuente orgánica, con una productividad de biomasa de 0,07828 gL^-1d^-1. La mayor fracción proteica se obtuvo para el cultivo con suero lácteo: 55,63 % en biomasa seca. Se concluye que el enriquecimiento con esta fuente orgánica de nitrógeno y carbono permitió un incremento celular y de proteína.

Introducción

Las microalgas son alternativas promisorias para fabricar diferentes metabolitos, como lípidos, proteínas y pigmentos. Los procesos mediados por microalgas son eficientes y sostenibles, por su capacidad de utilizar contaminantes, lo que permite la remediación del agua y el aire [1], mientras se cultiva biomasa, para extraer metabolitos [2].

De la composición bioquímica de la microalga Chlorella vulgaris se conoce que el contenido de proteína promedio está entre el 51 y el 58 % en peso seco, incluso porcentajes mayores según algunas investigaciones que han variado las condiciones de cultivo [3]. Además, contiene aminoácidos esenciales para el cuerpo humano y es fuente de proteína de alta calidad según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura [4]. La composición bioquímica de la biomasa microalgal depende de las condiciones específicas de cultivo. Para la elaboración de  proteínas,  por  ejemplo,  se  deben  controlar  parámetros  como  luz,  temperatura  y nutrientes [5]. Dentro de la composición del medio de cultivo, el nitrógeno es un nutriente limitante del crecimiento, debido a que la microalga lo convierte en proteínas [6], [7], esenciales  para su funcionamiento.

La mayoría de las microalgas puede usar distintas especies químicas como fuentes inorgánicas: nitratos (NO₃^-), nitritos (NO₂^-) o sales de amonio (NH₄⁺) [8]. Se ha informado que para cultivos heterotróficos la fuente de nitrógeno de mayor asimilación por la microalga C. vulgaris es el nitrato de sodio [6].

También se han usado fuentes orgánicas, como la urea [9], al igual que residuos industriales de procesos, como los del ablandamiento del grano de soya, que contienen aminoácidos aprovechables [10] y permiten alcanzar altos valores de densidad celular.

Por otra parte, se ha evaluado el crecimiento celular de la microalga C. vulgaris en medios enriquecidos con compuestos orgánicos, como lixiviados de estiércol [11],  humus de lombriz  y excremento de caballo, en relación  con  fertilizantes  tradicionales,  y  se  ha  concluido  que  las densidades celulares alcanzadas fueron menores respecto al medio enriquecido con un fertilizante complejo NPK [11].