El metabolismo microalgal implica numerosos compuestos bioquímicos. La adaptación de las especies microalgales se produce frente a condiciones fisicoquímicas diferentes.
Los macro, microelementos y vitaminas cualitativa y cuantitativamente, así como las condiciones de cultivo en semicontinuo como la tasa de renovación, la intensidad luminosa y el régimen de ciclostato utilizado en el cultivo de microalgas en biorreactores, producen cambios muy amplios en la densidad poblacional, tamaño celular y la composición bioquímica.
Esta investigación se ha centrado en la característica intrínseca de que cada microalga posee necesidades específicas de nutrientes, así como de concentración (Becker and Venkataraman, 1982, Fábregas et al.,1985a, Fábregas and Herrero 1985b, Fábregas et al.,1986a, Fábregas et al.,1986b, Andersen, 2005), independientemente de las condiciones de cultivo en semicontinuo. Estas condiciones se han fijado a valores estándares de tasa de renovación e intensidad luminosa en los biorreactores. La hipótesis es, que la inducción de la modificación bioquímica en las microalgas en función de los nutrientes cualitativos y cuantitativos, modifica la composición bioquímica y fisiológica de los rotíferos y microcrustáceos.
Se han realizado formulaciones multivariantes de los elementos Ca2+, Mg2+, Se2-, Si4+, Fe3+, Zn2+, Cu2+, y S2- manteniendo constantes el nitrógeno, fósforo y vitaminas, previamente formuladas en el medio de cultivo Algal (Fábregas et al.,1984). Se utilizaron las microalgas Isochrysis galbana var. T-iso (TISO) y Phaeodactylum tricornutum (Pt).
La productividad en los biorreactores de cultivo en semicontinuo y los análisis bioquímicos de las microalgas sugirieron que existen al menos dos formulaciones de nutrientes para la producción de las microalgas en función del objetivo que se pretenda alcanzar.
El Algal Alto Rendimiento (AAR) cuya formulación para Phaeodactylum tricornutum (AARPt4) es NaNO3, 4 mM; NaH2PO4, 0,22 mM; MnCl22H2O, 1,0 µM; Na2MoO4H2O, 1,0 µM; CoCl26H2O, 0,1 µM; ZnCl2, 0,1 µM; MgSO47H2O, 1,0 µM; CaCl2, 1,0 µM; CuSO4, 0,1 µM; SiO2, 1,0 µM; SeO2, 1,0 µM; Na2SO4, 0,1 µM; C6H5FeO7.H2O, 20,0 µM; tiamina, 7 mg/L; biotina 1,0 mg/L; B12, 0,6 mg/L; EDTA, 514,0 mg/L. En tanto que para Isochrysis galbana var. T-iso (AARTISO4) es NaNO3, 4 mM; NaH2PO4, 0,22 mM; MnCl22H2O, 1,0 µM; Na2MoO4H2O, 1,0 µM; CoCl26H2O, 0,1 µM; ZnCl2, 1,0 µM; MgSO47H2O, 10,0 µM; CaCl2, 10,0 µM; CuSO4, 1,0 µM; SiO2, 1,0 µM; SeO2, 1,0 µM; Na2SO4, 0,1 µM; C6H5FeO7.H2O, 20,0 µM; tiamina, 7 mg/L; biotina 1,0 mg/L; B12, 0,6 mg/L; EDTA, 3063,0 mg/L. Y cuya característica fué incrementar la densidad de cultivo de las microalgas.
Las modificaciones que produjeron en las microalgas frente al cultivo control (Algal Industrial AIPt4 ó TISO4) fueron las siguientes: AI4 AAR4 A4 A8 A16 Pt TISO Pt TISO EPA DHA EPA DHA EPA DHA D. celular (106 cél.mL-1) 45,6 51,8 50,1 94,7 48,4 91,8 70,8 107,5 68,6 57,01 El Algal Incremento de la Concentración de EPA y DHA cuyas formulaciones son las siguientes: AEPA4, 8, y 16mM: NaNO3, 4 mM; NaH2PO4, 0,22 mM; MnCl22H2O, 1,0 µM; Na2MoO4H2O, 1,0 µM; CoCl26H2O, 0,1 µM; ZnCl2, 0,1 µM; MgSO47H2O, 1,0 µM; CaCl2, 1,0 µM; CuSO4, 0,1 µM; SiO2, 1,0 µM; SeO2, 0,1 µM; Na2SO4, 1,0 µM; C6H5FeO7.H2O, 20,0 µM; tiamina, 7 mg/L; biotina 1,0 mg/L; B12, 0,6 mg/L; EDTA, 748,0 mg/L. Y ADHA4, 8, y 16mM: NaNO3, 4 mM; NaH2PO4, 0,22 mM; MnCl22H2O, 1,0 µM; Na2MoO4H2O, 1,0 µM; CoCl26H2O, 0,1 µM; ZnCl2, 1,0 µM; MgSO47H2O, 1,0 µM; CaCl2, 1,0 µM; CuSO4, 1,0 µM; SiO2, 1,0 µM; SeO2, 0,1 µM; Na2SO4, 1,0 µM; C6H5FeO7.H2O, 20,0 µM; tiamina, 7 mg/L; biotina 1,0 mg/L; B12, 0,6 mg/L; EDTA, 959,0 mg/L. Cuya característica fue incrementar la concentración de los ácidos grasos eicosapentaenoico y docosahexaenoico en las microalgas Phaeodactylum tricornutum (Pt) e Isochrysis galbana var. T-iso (TISO) respectivamente.
Las modificaciones que produjeron en las microalgas frente al cultivo control (Algal Industrial AIPt4 ó TISO4) y el Algal Alto Rendimiento (AARPt4 y TISO4) fueron las siguientes: AI4 AAR4 A4 A8 A16 Pt TISO Pt TISO EPA DHA EPA DHA EPA DHA % EPA.célula 6,9 9,9 8,2 11,7 12,6 % DHA.célula 6,7 9,7 6,9 7,6 8,3 Es así que ambas formulaciones produjeron diferentes respuestas en las microalgas.
Cuando las microalgas se cultivan en los medios Algal Alto Rendimiento o Algal Incremento de la Concentración EPA y DHA, se producen importantes modificaciones en la población, fisiología y composición bioquímica de las microalgas, comparativamente al control (Algal Industrial AIPt4 ó TISO4).
Cuando estas microalgas se utilizan para producir el rotífero Brachionus plicatilis y el microcrustáceo Artemia franciscana, se producen importantes modificaciones en la densidad poblacional, fisiología y composición bioquímica de rotíferos y microcrustáceos.
El resumen de las principales modificaciones de rotíferos y microcrustáceos son las siguientes: A . En los rotíferos AI4 AAR4 A4 A8 A16 Pt TISO Pt TISO EPA DHA EPA DHA EPA DHA Densidad(Rot/mL) 189 228 326 324 236 351 338 566 334 428 Producción(huevos/mL 124 11 168 115 170 76 259 102 219 106 TCA Rotífero 1,6 1,8 2,5 2,6 2,3 2,2 2,5 2,4 2,1 3,1 %EC Rotífero 63,6 54,4 40,5 38,5 42,5 45,3 39,7 42,2 47,6 32,1 Peso seco(ng/rotífero) 299 211 340 227 332 269 391 278 482 279 Cenizas(ng.rotífero-1) 7,5 6,4 9,2 7,2 9,2 9,5 13,1 10,1 18,1 10,4 VC 10-7J.rotífero-1 82 55 95 58 93 69 105 72 136 73 Proteína(ng.rotífero-1) 130 127 136 134 135 143 160 151 190 158 CHO,s(ng.rotífero-1) 57 29 65 35 60 51 84 44 82 41 Lípidos(ng.rotífero-1) 104 49 130 52 128 67 133 72 192 70 %EPA.rotífero 4,0 5,4 4,9 7,7 8,6 %DHA.rotífero 4,2 5,4 4,0 5,2 4,4 B. En los microcrustáceos AI4 AAR4 A4 A8 A16 Pt TISO Pt TISO EPA DHA EPA DHA EPA DHA Supervivencia(%) 64 67 80 82 85 73 88 85 91 84 LT (mm.artemia-1) 6,2 5,4 7,3 7,7 8,7 6,5 9,5 8,6 9,8 8,7 TCA Artemia 2,1 2,2 3,4 2,6 2,0 3,0 2,3 2,9 3,9 3,3 %EC Artemia 46,7 46,1 29,7 38,5 49,9 33,3 44,2 34,7 25,4 30,5 VC (mm.día-1) 0,56 0,60 0,67 0,86 0,79 0,72 0,87 0,96 0,89 0,96 P.seco(¿g/artemia) 173 161 234 204 352 178 335 206 231 238 Cenizas(¿g/artemia) 9,9 8,9 13,7 11,7 19,9 10,1 18,6 11,5 13,3 13,4 Valor calórico 10-6J.artemia-1 4,2 4,1 6,1 5,2 8,6 4,6 8,4 5,2 6,0 6,1 Proteína(¿g/artemia) 111 85 123 105 240 92 224 105 128 134 CHO,s (¿g/artemia) 21 26 31 35 40 30 27 36 27 32 Lípidos (¿g/artemia) 31 41 66 52 60 47 65 53 63 59 %EPA.Artemia 6,3 6,5 8,5 6,3 5,6 %DHA.Artemia 0,48 0,61 0,63 0,54 0,44 Los dos principales resultados son: 1. Los diferentes nutrientes y sus diferentes concentraciones modifican la densidad poblacional, fisiología y composición bioquímica de las microalgas. Y además, existen al menos dos formulaciones de nutrientes para cada una de las microalgas en función del objetivo propuesto, esto es, la formulación, rendimiento e incremento EPA y DHA.
2. La modificación de la composición bioquímica de las microalgas en función de la formulación de nutrientes, produce importantes modificaciones en la población, fisiología y composición bioquímica de rotíferos y microcrustáceos.
Se concluye que, Las microalgas en si mismas, tienen escasa relevancia para el control poblacional, fisiología y composición bioquímica de rotíferos y microcrustáceos, como se cree.
Es la formulación cualitativa y cuantitativa de los nutrientes de microalgas, la que controla la producción y composición bioquímica de las microalgas que se utilizan para la producción de rotíferos y microcrustáceos. Y es esta formulación, la responsable de la población, fisiología y composición bioquímica de esos rotíferos y microcrustáceos.
En definitiva, son los nutrientes de las microalgas, los responsables de la población, fisiología, y composición bioquímica de rotíferos y microcrustáceos en la cadena nutritiva nutrientes - microalgas - rotíferos o microcrustáceos.
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