Optimización de las condiciones de cultivo para la obtención de pigmentos antioxidantes de la microalga Dunaliella tertiolecta utilizando la metodología de superficie de respuesta

Abstract

Las microalgas tienen la habilidad de adaptarse a medios estresantes, lo que les confiere la capacidad de producir biocompuestos que son de alto valor biotecnológico. Se sabe que la concentración de nitrógeno y la salinidad del medio de cultivo son los factores más importantes para la producción de pigmentos antioxidantes a partir de microalgas como las del género Dunaliella; a pesar de ello, no se han establecido las condiciones óptimas de cultivo para su obtención. El objetivo de este estudio consistió en optimizar las condiciones de cultivo para la producción de pigmentos antioxidantes de D. tertiolecta utilizando la metodología de superficie de respuesta (MSR). Para ello, se realizaron cinéticas de crecimiento evaluando distintas concentraciones de nitrógeno (0.22, 0.55 y 0.88 mol·L-1 de NaNO3), salinidades (25, 35 y 45 unidades prácticas de salinidad, UPS), y edad de cultivo (días 5, 10 y 15). Posteriormente, se aplicó un diseño central compuesto de tres factores (concentraciones de nitrógeno, salinidad y edad de cultivo) y la MSR para determinar los factores importantes que proporcionen los valores óptimos mínimos y máximos sobre la producción de pigmentos. La mayor densidad celular se encontró en el medio con 0.88 mol·L-1 de NaNO3 a 35 UPS con 2.71x106 cél/mL. De acuerdo con la superposición de las gráficas de superficie de respuesta, las condiciones de cultivo óptimas para la obtención de clorofila y carotenoides totales fueron: concentración de nitrógeno = 0.22 mol·L-1 de NaNO3, salinidad = 25 UPS y edad de cultivo = día 15. Los valores obtenidos fueron de 23 y 13.26 mg/g ps para clorofila y carotenoides totales, respectivamente. Posteriormente, el tratamiento optimizado fue sometido a la evaluación de su capacidad antioxidante a través de la inhibición de radicales libres DPPH· y ABTS•+, obteniendo 0 y 688.23 μmol ET/g ps, respectivamente. Más tarde, se analizó la actividad reductora por el método FRAP, obteniendo 1062.40 μmol ET/g ps. Finalmente, se determinó la actividad antihemolítica sobre eritrocitos humanos a través de la prueba AAPH obteniendo 66.75 % de inhibición de hemólisis. El estudio reveló que los pigmentos obtenidos por optimización a partir de D. tertiolecta cultivada en un medio con 0.22 mol·L-1 de NaNO3, 25 UPS y cosechada al día 15 poseen una alta capacidad antioxidante y antihemolítica. El estudio mostró que los pigmentos obtenidos por la MSR poseen una alta capacidad antioxidante y antihemolítica con potenciales aplicaciones biotecnológicas, que estimula el uso de recursos naturales para la prevención de enfermedades relacionadas con el estrés oxidativo.