Photosynthetic performance and biomass composition of Chlorella fusca (Chlorophyta) in thin-layer cascades: Possible biotechnological applications

Abstract

El sistema de cultivo de cascada en capa fina (TLC, del inglés “thin-layer cascade”) es un sistema abierto para el cultivo de microalgas compuesto por distintos compartimentos: un tanque se conecta por medio de una bomba y un sistema de tuberías a una superficie horizontal expuesta a la radiación solar formada por una cubeta superior y una plataforma sobre la que fluye una capa fina de cultivo. Las características lumínicas e hidrodinámicas varían entre los distintos compartimentos de forma que la actividad fotosintética puede verse influenciada por el tiempo de retención de las células en cada compartimento. Se evaluó la actividad fotosintética, composición bioquímica y productividad de tres cultivos de Chlorella fusca BEA1005B crecidos en sistemas de cascada en capa fina (TLCs) en diferentes localidades y épocas del año. El primer (E1) y segundo experimento se llevaron a cabo en el sur de España durante los meses de Julio y Octubre de 2012 respectivamente en un TLC con una relación entre la superficie expuesta y el volumen de cultivo (S/V) de 20-27 m-1. El tercer experimento (E3) tuvo lugar en la República Checa durante el mes de Julio de 2013. C. fusca mostró alta capacidad para ser cultivada a largo plazo en sistemas de cascada en capa fina además de una elevada tendencia a acumular compuestos de almacenamiento como lípidos, proteínas o almidón. La composición final de la biomasa fue similar en los experimentos E1 y E3, mostrando un alto contenido en lípidos y proteínas (~35-37% and 30-34%, respectivamente) y un menor contenido en almidón (16-19%). La productividad de la biomasa fue mayor en el experimento E3 (3.65 g L-1 d-1). Durante los experimentos E1 y E3, la productividad de lípidos (0.09 y 0.66 g L-1 d-1) fue mayor que la de almidón y proteínas (~0.03-0.04 and 0.43-0.47 g L -1 d-1). La relación S/V resultó ser un factor clave para conseguir alta productividad de biomasa y compuestos de reserve. La cepa de C. fusca utilizada mostró una alta capacidad para el crecimiento en exterior, mostrando a su vez una alta actividad fotosintética y un elevado contenido en lípidos y proteínas.