Crecimiento y composición bioquímica de Scenedesmus acuminatus cultivada con distinto aporte químico de nitrógeno e irradiancia | Growth and biochemical composition of Scenedesmus acuminatus cultivated with different nitrogen source and irradiance

La composición bioquímica de las microalgas se ve afectada por las condiciones de cultivo y las fases de crecimiento. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del aporte químico del nitrógeno y de la irradiancia respecto al crecimiento, la composición proximal, pigmentos, fotosíntesis y el perfil de ácidos grasos de Scenedesmus acuminatus. Se utilizaron dos aportes químicos de nitrógeno (nitratos y amonio) y tres irradiancias (50, 100 y 200 μmol m-2 s-1). La tasa de crecimiento presentó diferencias significativas por efecto del aporte químico de nitrógeno y por el nivel de irradiancia utilizado, donde la mayor tasa de crecimiento se presentó en cultivos con amonio a 50 μmol m-2 s-1. La composición proximal exhibió diferencias significativas por efecto del aporte químico de nitrógeno y por la irradiancia, favoreciendo la producción de proteínas en cultivos con amonio a 50 μmol m-2 s-1 en fase estacionaria. La mayor producción de lípidos se presentó en cultivos con amonio a 50 μmol m-2 s-1 en fase exponencial, mientras que la mayor concentración de carbohidratos se obtuvo con amonio a 200 μmol m-2 s-1 en fase exponencial. El contenido de clorofila presentó diferencias por efecto del aporte de nitrógeno y la irradiancia, obteniendo los mayores valores de clorofila a en los cultivos a 50 y 100 μmol m-2 s-1 suministrados con amonio en fase estacionaria. La tasa máxima de transporte de electrones (ETRmax) no mostró diferencias significativas durante las fases de crecimiento. Sin embargo, los valores mayores de ETRmax fueron para los cultivos con amonio como aporte de nitrógeno y con la mayor irradiancia (200 μmol m-2 s-1). Scenedesmus acuminatus mostró cambios en el contenido de ácidos grasos por efecto de la forma de nitrógeno y del nivel de irradiancia utilizado. La mayor producción de ácidos grasos poliinsaturados se obtuvo con aporte de amonio y con los tres niveles de irradiancia utilizados. En conclusión, el uso de amonio como forma química de nitrógeno en el medio de cultivo produce un incremento en la tasa de crecimiento, la síntesis de proteínas, el contenido de pigmentos, la eficiencia fotosintética y el contenido de ácidos grasos poliinsaturados en Scenedesmus acuminatus. La tasa de crecimiento, el contenido de proteínas y la eficiencia fotosintética aumentan con la menor irradiancia utilizada (50 μmol m-2 s-1) mientras que con el aporte de nitrato se promueve un incremento en el contenido de ácidos grasos saturados y monoinsaturados.

The biochemical composition of microalgae is affected by the culture conditions and the growth phases. The aim of this work was to evaluate the effect of nitrogen source and irradiance on growth, proximal composition, pigments, photosynthesis, and the fatty acid profile of Scenedesmus acuminatus. Two nitrogen sources (nitrates and ammonium) and three irradiances (50, 100, and 200 μmol m-2 s-1) were used. The growth rate presented significant differences due to the effect of the chemical supply of nitrogen and the level of irradiance used, were the highest growth rate occurred in cultures with ammonium at 50 μmol m-2 s-1. The proximal composition exhibited significant differences due to the effect of nitrogen source and irradiance, favoring the production of proteins in cultures with ammonium at 50 μmol m-2 s-1 in the stationary phase. The highest lipid production occurred in cultures with ammonium at 50 μmol m-2 s-1 in the exponential phase, while the highest concentration of carbohydrates was obtained with ammonium at 200 μmol m-2 s-1 in the exponential phase. The chlorophyll content presented differences due to the effect of nitrogen source and irradiance, obtaining the highest values of chlorophyll a in the cultures at 50 and 100 μmol m-2 s-1 supplied with ammonium in the stationary phase. The maximum electron transport rate (ETRmax) did not show significant differences during the growth phases. However, the highest ETRmax values were for cultures with ammonium as a nitrogen source and with the highest irradiance (200 μmol m-2 s-1). Scenedesmus acuminatus showed changes in the content of fatty acids due to the effect of the nitrogen source and the level of irradiance used. The highest production of polyunsaturated fatty acids was obtain with the ammonium and with the three levels of irradiance used. In conclusion, the use of ammonium as a nitrogen source in the culture medium produces an increase in the growth rate, protein synthesis, pigment content, photosynthetic efficiency, and the content of polyunsaturated fatty acids in Scenedesmus acuminatus. The effect of irradiance used in Scenedesmus acuminatus cultures, the growth rate, protein content, and photosynthetic efficiency increase with the lower irradiance used (50 μmol m-2 s-1), with the contribution of nitrate an increase in the content of saturated and monounsaturated fatty acids.