Análisis comparativo de los medios de cultivo LCZM y MZFA para el cultivo de Arthrospira Platensis: Hacia una optimización de crecimiento rentable.

La cianobacteria Arthrospira platensis, conocida como “Espirulina” tiene importancia como complemento alimenticio (Grosshagauer et al., 2020), debido a su alto contenido de proteínas, vitaminas, minerales y ácidos grasos esenciales (Soni et al., 2017; Alvarenga, et al., 2011; Campanella et al., 1999). Este perfil de nutrientes tan completo hace que se considere un complemento nutricional ideal para estilos de vida activos. Sus propiedades antioxidantes combaten el estrés oxidativo y refuerzan el sistema inmunológico (Asghari et al., 2016; Wu et al., 2016). También se le atribuyen beneficios a la salud cardiovascular al reducir la presión arterial, los niveles de colesterol y mejorar los perfiles de lípidos en sangre (Kulshreshtha et al., 2008; Lafarga et al., 2020 Capelli., 2010). Su alto contenido de hierro y vitamina B, puede mejorar la salud de la piel (Ragusa et al., 2021; Costa et al., 2017; Ikeda., 2022), además, ayuda a aumentar la energía y combatir la fatiga, siendo popular entre atletas (Zhu et al., 2020; McCarthy-Johnson., 2014). La elección del medio de cultivo influye significativamente en el crecimiento y la productividad en términos de peso seco de esta cianobacteria, sin embargo, el costo de los medios es una limitante económica en el proceso de cultivo por sus altos costos (Michael et al., 2019; Gutiérrez-Salmeán, et al., 2015). Para este trabajo se eligieron dos medios de cultivo para comparar cuál de ellos tenía mayor efectividad en términos de crecimiento: el medio MZFA (Medio Zarrouk Fundación Atlántida) el cual se utiliza actualmente en la Fundación Atlántida para el cultivo de Espirulina en tanques de rodadura y el medio LCZM (low cost Zarrouk Medium) que, según Michael et al., (2018) es una alternativa no solo más eficiente en términos de producción de biomasa seca sino también más rentable. La importancia de este trabajo radicó en la exploración de métodos rentables para cultivar Arthospira platensis optimizando el medio de cultivo mediante la utilización de un fertilizante comercial denominado NPK 10-20-20 el cual posee una relación Nitrógeno, Fosforo y Potasio en esas proporciones, este al ser fácilmente asequible y de distribución común se muestra como una alternativa pragmática para disminuir costos de producción El medio LCZM fue diseñado originalmente para cultivar Arthrospira fusiformis (Michael et al., 2018), y en este trabajo se evidenció su adaptabilidad al cultivo de Arthrospira platensis. Se monitorearon los parámetros de densidad celular, promedio de células por tricoma, temperatura, salinidad, pH y profundidad de cultivo y se compararon los rendimientos con datos de biomasa en términos de peso húmedo y peso seco, para así determinar la idoneidad de este medio para el cultivo de Arthrospira platensis. Se elaboró un cultivo piloto con el fin de familiarizarse con los parámetros a evaluar. Para ello se llevó a cabo un primer ensayo en el cual se compararon dos medios de cultivo, sin embargo, el primer ensayo no resultó exitoso y no se logró recuperar ningún dato de biomasa. Posteriormente, se procedió a modificar la composición del medio LCZM en dos instancias, lo cual resultó en la formulación de dos nuevos medios de cultivo: LCZM (-50% NPK) y 50% LCZM/50% MZFA. Este último mostró resultados muy favorables al obtener una curva de crecimiento y peso seco similares al control (MZFA), lo que sugiere la que este medio modificado podría ser implementado a menores costos sin comprometer la producción.

The cyanobacterium Arthrospira platensis, known as “Spirulina”, is important as a food supplement (Grosshagauer et al., 2020), due to its high content of proteins, vitamins, minerals and essential fatty acids (Soni et al., 2017; Alvarenga, et al. al., 2011; Campanella et al., 1999). This complete nutrient profile makes it considered an ideal nutritional supplement for active lifestyles. Its antioxidant properties combat oxidative stress and strengthen the immune system (Asghari et al., 2016; Wu et al., 2016). Benefits are also attributed to cardiovascular health by reducing blood pressure, cholesterol levels and improving blood lipid profiles (Kulshreshtha et al., 2008; Lafarga et al., 2020 Capelli., 2010). Its high content of iron and vitamin B can improve skin health (Ragusa et al., 2021; Costa et al., 2017; Ikeda., 2022), in addition, it helps increase energy and combat fatigue, being popular among athletes (Zhu et al., 2020; McCarthy-Johnson., 2014). The choice of culture medium significantly influences the growth and productivity in terms of dry weight of this cyanobacteria; however, the cost of the media is an economic limitation in the culture process due to its high costs (Michael et al., 2019; Gutiérrez-Salmeán, et al., 2015). For this work, two culture media were chosen to compare which of them had greater effectiveness in terms of growth: the MZFA medium (Medio Zarrouk Fundación Atlántida) which is currently used in the Atlántida Foundation for the cultivation of Spirulina in rolling tanks and the LCZM medium (low cost Zarrouk Medium) which, according to Michael et al., (2018) is an alternative that is not only more efficient in terms of dry biomass production but also more profitable. The importance of this work lay in the exploration of profitable methods to cultivate Arthospira platensis by optimizing the culture medium through the use of a commercial fertilizer called NPK 10-20-20 which has a ratio of Nitrogen, Phosphorus and Potassium in those proportions, this Being easily affordable and commonly distributed, it is shown as a pragmatic alternative to reduce production costs. The LCZM medium was originally designed to cultivate Arthrospira fusiformis (Michael et al., 2018), and in this work its adaptability to the cultivation of Arthrospira platensis was demonstrated. The parameters of cell density, average number of cells per trichome, temperature, salinity, pH and culture depth were monitored and the yields were compared with biomass data in terms of wet weight and dry weight, in order to determine the suitability of this medium for the cultivation of Arthrospira platensis. A pilot culture was developed in order to become familiar with the parameters to be evaluated. For this purpose, a first trial was carried out in which two culture media were compared; however, the first trial was not successful and no biomass data was recovered. Subsequently, the composition of the LCZM medium was modified in two instances, which resulted in the formulation of two new culture media: LCZM (-50% NPK) and 50% LCZM/50% MZFA. The latter showed very favorable results by obtaining a growth curve and dry weight similar to the control (MZFA), which suggests that this modified medium could be implemented at lower costs without compromising production.