UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA

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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA INSTITUTO DE INVESTIGACIONES OCEANOLÓGICAS RESPUESTA DE ISOCHRYSIS GALBANA Y NANNOCHLOROPSIS SP. A LA ADICIÓN DE CO 2 DURANTE EL ESCALAMIENTO DE CULTIVOS ESTÁTICOS Valenzuela-Espinoza, Enrique 1 Millán-Núñez, Roberto 2 García-Esquivel, Zaul 1 INSTITUTO DE INVESTIGACIONES OCEANOLÓGICAS-UABC 1 FACULTAD DE CIENCIAS MARINAS-UABC 2

2 Introducción Las microalgas necesitan carbono para su nutrición y obtienen este elemento directamente del carbono inorgánico disuelto del agua de mar donde se cultiva, donde el carbón inorgánico puede estar presente como: CO 2 libre H 2 CO 3 H CO 3 CO 3 2- P o r c e n t a j e ph Porcentajes de CO 2 (T), HCO - 3 (T) y CO 2-3 (T) en función del ph. Las líneas verticales indican el intervalo de ph aproximado del agua de mar. Referencia Geoffrey Skirrow.

3 HIPÓTESIS: La adición de CO 2 modificará la producción celular de Isochrysis galbana y Nannochloropsis sp. en cultivos estáticos. OBJETIVO: Conocer en qué proporción la adición CO 2 incrementa la densidad celular de Isochrysis galbana y Nannochloropsis sp. durante su escalamiento en cultivos estáticos.

4 Composición del medio f/2 de Guillard (1975) 1.-Nutrientes mayores Formula Cantidad en 1 litro de agua de mar Nitrato de sodio NaNO 3 75 mg Fosfato de sodio monobásico NaH 2 PO 4 H mg Silicato de sodio metasoluble Na 2 SiO 3 9H 2 O mg 2.- Metales traza EDTA disodico C 10 H 14 N 2 O 8 Na 2 H 2 O 4.36 mg Cloruro férrico FeCl 3 6H 2 O 3.15 mg Sulfato cúprico CuSO 4 5H 2 O 0.01 mg Sulfato de zinc ZnSO 4 7H 2 O mg Cloruro de cobalto CoCl 2 6H 2 O 0.01 mg Cloruro manganeso MnCl 2 4H 2 O 0.18 mg Molibdato de sodio Na 2 MoO 4 2H 2 O mg 3.-VIitaminas Tiamina hidroclorhídrica C 12 H 17 CIN 4OS 0.1 mg Biotina C 10 H 16 N 2 O 3 S 0.5 µg Cianocobalamina (B 12 ) C 63 H 88 CoN 14 P 0.5 µg

5 Metodología para el cultivo de Isochrysis galbana y Nannochloropsis sp. Esterilización de medios de cultivo Cultivo en Erlenmeyer de 150 ml Cultivo en Fernbach de 2 L Condiciones experimentales Sin CO 2 Con CO 2 Sin CO 2 Con CO 2 Con CO 2 Sin CO 2 Toma de muestras Para cuantificación celular y medición de ph Con CO 2 Sin CO 2 Cultivos en garrafón de 18 L

6 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Tabla I. Densidad célular promedio y tasa de crecimiento promedio de Nannochloropsis sp. (A) e Isochrysis galbana (B) Tiempo (días) Cultivo en Fernbach con CO 2 Cultivo en Fernbach sin CO 2 Cél ml -1 x 10 6 µ Cél ml -1 x 10 6 µ Tiempo (días) A Cultivo en Garrafón con CO 2 Cultivo en Garrafón sin CO 2 Cél ml -1 x 10 6 µ Cél ml -1 x 10 6 µ Tiempo (días) Cultivo en Fernbach con CO 2 Cultivo en Fernbach sin CO 2 Cél ml -1 x 10 6 µ Cél ml -1 x 10 6 µ Tiempo (días) B Cultivo en Garrafón con CO 2 Cultivo en Garrafón sin CO 2 Cél ml -1 x 10 6 µ Cél ml -1 x 10 6 µ

7 Resultados y Discusión 100x ml 2 L sin CO 2 2 L con CO 2 a 100x10 6 b 18 L sin CO 2 10x L con CO 2 10x10 6 Células ml -1 1x10 6 Células ml -1 1x x x x x Tiempo (días) Tiempo (días) Figura 1. Crecimiento promedio de Isochrysis galbana (a) y Nannochloropsis sp. (b) en diferentes volúmenes de cultivo. La barra vertical indica el error estándar (n=3).

8 Conclusión Cultivos de Isochrysis galbana y Nannochloropsis sp. en el nivel Fernbach registraron densidades celulares menores (8.5 y 12.1 x 10 6 cél ml -1 respectivamente), que aquellos que se les adicionó CO 2. Por lo tanto, la adición de CO 2 incrementó 1.4 y 3.8 veces la densidad celular de I. galbana (12.6 x 10 6 cél ml -1 y Nannochloropsis sp. (46.3 x 10 6 cél ml -1 ). En cultivos de 18 L de I. galbana con aireación convencional el ph del medio incrementó de 7.5 a 9.1 y en Nannochloropsis sp. de 7.6 a 9.5. Esto significa que los cultivos aireados solo recibían un 0.034% de CO 2. En cultivos de 18 L al suministrar CO 2 la densidad celular de I. galbana y Nannochloropsis sp. se incrementó 1.65 y 1.43 veces con respecto a los cultivos sin CO 2. Bajo condiciones de aireación + adición de CO 2 tanto I. galbana como Nannochloropsis sp. mostraron un consistente incremento en la densidad celular y también en el ph (8.7 a 8.9) del medio de cultivo. La adición puntual diaria de CO 2 ubicó el ph entre

9 LITERATURA CITADA Arredondo-Vega B. O., Rosa N. Vázquez-Pérez y Fredy Hernández-Uribe Compuestos de alto valor agregado a partir de microalgas y cianobacterias. PCTI, Ciencia, Tecnología e Innovación para el Desarrollo de México. El Sudcaliforniano, Año 5, No 124. Guillard, R.R.L Division rates. In: J.R. Stein (ed.), Handbook of Phycological Methods. Culture Methods and Growth Measurements. Cambridge Univ. Press, pp Guillard, R.R.L Culture of phytoplankton for feeding marine invertebrates. In: W.L. Smith and M.H. Chanley (eds.), Culture of Marine Invertebrate Animals. Plenum, New York, pp Picardo, M.C., José Luis de Medeiros, Ofelia de Queiroz F. Araújo and Ricardo Moreira Chaloub Effects of CO 2 enrichment and nutrients supply intermittency on batch cultures of Isochrysis galbana. Bioresource Technology 143: Pruder, G.D. and Bolton, E.T System configuration and performance: Bivalve molluscan mariculture. Proc. 9th Annual Meeting World Mariculture Society, pp Wijffels, René H. and Maria J. Barbosa An outlook on microalgal biofuels. Science Vol. 239: Yoshioka, M., Takahide Yago, Yumiko Yoshie-Stark, Hisayuki Arakawa, Tsutomu Morinaga Effect of high frequency of intermittent light on the growth and fatty acid profile of Isochrysis galbana. Aquaculture : Hisashi, H., Takayuki Ohira, Akira Minematsu, Rinji Akada and Yoshinori Nishizawa Accumulation of eicosapentaenoic acid in Nannochloropsis sp. in response to elevated CO 2 concentrations. Journal of Applied Phycology 17: Camiro-Vargas, T.K., J. Martín Hernández-Ayón, Enrique Valenzuela-Espinoza, Francisco Delgadillo-Hinojosa, Ramón Cajal-Medrano Dissolved inorganic carbon uptake by Rhodomonas sp. and Isochrysis aff. galbana determied by a potentiometric technique. Aquacultural Engineering 33: Bhatti, Shabana, I. Emma Huertas, and Brian Colman Acquisition of inorganic carbon by the marine haptophyte Isochrysis galbana (PRYMNESIOPHYCEAE). J. Phycol.38,

10 GRACIAS