Efecto del medio de cultivo sobre el crecimiento y valor nutricional de Arthrospira maxima.

Abstract

Arthrospira es una cianobacteria azul-verdosa con interés comercial para la producción de compuestos para el mercado alimentario de humanos y animales; además del sector cosmético, de biorremediación y en la biomedicina debido a los compuestos que aporta, como el contenido proteico, de ácidos grasos y vitaminas y minerales. En la actualidad se conocen dos especies para la producción a gran escala, siendo A. platensis la más usada y A. maxima, una cepa nativa de México. La producción a gran escala ha reportado diversos medios de cultivo para el crecimiento de estas cianobacterias, pero algunos resultan de alto costo. Por lo tanto, en este trabajo de investigación se analizó el crecimiento de Arthrospira en el medio Zarrouk (Z), el medio RM6 y el medio Zarrouk modificado (ZM), y se analizaron los componentes principales de interés comercial (pigmentos y valor nutricional). Primeramente se realizó la caracterización molecular de la especie por medio de la amplificación de la porción 16S de ARN ribosomal y el operón de la ficocianina ß (cpcB), con los cuales no se obtuvieron resultados concluyentes, por lo que, posteriormente se llevó a cabo un análisis filogenético que indicó que la especie con la que se trabajó en este proyecto corresponde a Arthrospira maxima. Una vez determinada la especie, se evaluó el crecimiento de A. maxima en los tres medios, pero en el medio Zarrouk y RM6 tuvo una duración mayor a 33 días para llegar a la fase de muerte, presentando un contenido mayor de biomasa seca y pigmentos (clorofila, carotenoides y ficocianina) en comparación con el medio ZM. El porcentaje de proteínas fue de 29.4± 8.8% , 40.42±7.95% y 32.19± 3.9% elmedio Z, RM6 y ZM respectivamente; el porcentaje de carbohidratos fue de 48.21%, 35.61% y de 51.86% para los tres medios en el mismo orden. Mientras que el porcentaje de lípidos fue de 5.05± 1.34% para el medio ZM, 6.1 ± 0.25% para el medio Z y 4.13 ± 1.42% para el medio RM6. Respecto al análisis del perfil de ácidos grasos (AG), se registró un porcentaje mayor de ácido y-linolénico (C18:3 ω-6), ácido undecanoico (C11:0) y ácido palmítico (C16:0) en los tres medios de cultivo evaluados. El medio RM6 es 73% más económico que el medio Zarrouk, ya que presentó un contenido similar al medio Zarrouk con relación a biomasa seca, clorofila total, y clorofila A, además el contenido proteico fue de 40.42 ± 7.9%, el cual fue el valor mayor registrado entre los diferentes medios. Los resultados del presente trabajo indican claramente que el medio RM6, el cual es de bajo costo y es comparable con el medio de Zarrouk en cuanto al rendimiento de biomasa y contenido de AG de interés, así como el contenido de clorofila en los cultivos de A. maxima.

Arthrospira is a blue-green cyanobacterium with commercial interest to produce compounds for the food industry of humans and animals; in addition, to the cosmetics, bioremediation and biomedicine sectors due to the compounds it provides, such as protein, fatty acids and vitamins and minerals content. Currently, two species are known for large-scale production, being A. platensis the most used and A. maxima, a native strain of Mexico. Large-scale production has reported a variety of culture media for the growth of this cyanobacteria, but some are expensive. Therefore, in this research, the growth of Arthrospira in Zarrouk medium (Z), RM6 medium and modified Zarrouk medium (ZM) was analyzed, along with the main components of commercial interest (pigments and nutritional value). The molecular characterization of the strain was also determined through amplification of the 16S portion of ribosomal RNA and the phycocyanin ß (cpc-B) operon, but no conclusive results were obtained. Therefore, a phylogenetic analysis was performed that determined that the strain corresponds to Arthrospira maxima. The growth of A. maxima in the Zarrouk and RM6 medium was evaluated, which lasted longer than 33 days to reach the death phase, presenting a higher content of dry biomass and pigments (chlorophyll, carotenoids and phycocyanin) compared to the ZM medium. The percentage of protein content was 29.4 ± 8.8% in Z, 40.42 ± 7.95% in RM6 and 32.19 ± 3.9% in ZM medium; with a percentage of carbohydrates for the Z medium of 48.21%, for the RM6 medium of 35.61% and the medium ZM of 51.86%. While the percentage of lipids was 5.05 ± 1.34% for the ZM medium, 6.1 ± 0.25% for the Z medium and 4.13 ± 1.42% for the RM6 medium; regarding the analysis of the fatty acid profile (FA), a higher percentage of y-linolenic acid (C18:3 ω-6), undecanoic acid (C11: 0) and palmitic acid (C16:0) was recorded in the three-culture media. The RM6 medium presented a content of dry biomass, total chlorophyll, and chlorophyll A higher than the other medium, in addition the protein content was 40.42 ± 7.9%. The present work clearly indicates that RM6 medium, which is low-cost, it is comparable with the Zarrouk medium in terms of biomass yield and content of interest, as well as the chlorophyll content in A. maxima.