Preparación de medio óptimo para la reproducción del alga spirulina
Enviado por Erika Georgina Sánchez López
- Resumen
- Introducción
- Marco teórico y conceptual
- Desarrollo
- Análisis de resultados
- Conclusión
- Fuente de consulta
Resumen
México es un país en donde predomina la desnutrición y la obesidad debido al déficit de nutrientes. Las proteínas son moléculas que constituyen la mayor porción de sustancia de los músculos y órganos, por tanto se buscan nuevas alternativas para enriquecer los alimentos con proteínas, algunas de ellas de origen celular, como es el alga Spirulina maxima, organismo unicelular que se reproduce naturalmente en lagos de agua dura, esta contiene de 60 a 70 % de proteína del peso total, siendo proteína de alta calidad por contener todos los aminoácidos esenciales y ser de alta digestibilidad, además de carbohidratos, fibra, y minerales. La Spirulina puede ser cultivada de forma artificial controlando condiciones ambientales y utilizando sales inorgánicas para preparar su medio de cultivo. Se diseñó un equipo para la producción de Spirulina, formulando medios de cultivos económicos que permitan el crecimiento celular. Palabras clave: desnutrición, proteínas y equipo.
Abstrac
Mexico is a country where malnutrition prevails and obesity due to lack of nutrients. Proteins are molecules that constitute the major portion of the substance of the muscles and organs, thus new alternatives are sought to enrich foods with protein , some cellular origin, as is the alga Spirulina maxima, unicellular organism that reproduces naturally in hard water lakes , this contains from 60 to 70% protein of total weight, high quality protein contain all essential amino acids and being highly digestible , besides carbohydrates, fiber and minerals . Spirulina can be grown artificially controlled environmental conditions and using inorganic salts to prepare their culture medium. equipment for the production of Spirulina , formulating economic crops means that enable cell growth was designed. Key words: malnutrition, proteins and equipment.
La alimentación es el ingreso o aporte de los alimentos en el organismo humano, es el proceso por el cual tomamos una serie de sustancias contenidas en los alimentos que componen la dieta. Estas sustancias o nutrientes son indispensables para mantener una nutrición adecuada. (Fernández, et al. 2003).
Las proteínas constituyen la mayor porción de sustancia de los músculos y órganos, están compuestas por aminoácidos, entre ellos los esenciales (son los que el cuerpo no puede sintetizar por sí mismo) y que indispensables en la dieta, ya que es la única forma de obtenerlos. En nuestro país se presenta una problemática sobre el desequilibrio en las dietas, específicamente en la carencia o disminución de proteínas en los alimentos, como por ejemplo, las personas que son vegetarianas, no cuentan con suficientes proteínas.
El alga Spirulina maxima contiene alto nivel de proteínas buena calidad, sin embargo en estado natural su reproducción es lenta debido a sus condiciones bioquímicas.
Esta investigación pretende disminuir los problemas mencionados, obteniendo una buena reproducción a un bajo costo. La spirulina se ha caracterizado por ser de origen natural y poseer un alto valor nutricional. La alimentación es uno de los determinantes principales para mantener un buen nivel de salud a lo largo de nuestro desarrollo. Durante el proceso de cultivo se emplearan tecnologías utilizando lombricomposta clasificada como abono orgánico beneficiando el medio ambiente sin contaminar.
El objetivo general de esta investigación es la reproducción del alga Spirulina máxima mediante diferentes medios de cultivo y adaptándola a condiciones de crecimiento, diseñando un equipo que cumpla con las condiciones para su preproducción, disminuyendo los costos del medio.
La spirulina es una micro-alga, unicelular, la podemos encontrar en lagos de origen alcalino con grandes concentraciones de carbonato sódico. La reproducción de la spirulina es realizada por división celular. Cada ejemplar es capaz de generar otro idéntico en un plazo de siete horas.
Es reconocida por todos los nutrientes que aportan como proteínas (aminoácidos esenciales), vitaminas y minerales. Las proteínas tienen un papel importante en el organismo, ya que actúan en la reparación y construcción de tejidos, están integradas por aminoácidos esenciales y no esenciales, los primeros el cuerpo no puede sintetizarlos por sí mismo y la única manera de obtenerlos es mediante la dieta. Las vitaminas son compuestos orgánicos que el cuerpo necesita para el metabolismo, participan en la formación de hormonas, células sanguíneas, sustancias químicas del sistema nervioso y material genético. Los minerales al igual que las vitaminas y proteínas son indispensables para el organismo y estos forman parte de la estructura de muchos tejidos. La spirulina contiene grasas en forma de ácidos grasos que ayudan en el control de los niveles altos de colesterol.
La lombricomposta es un producto formado única y exclusivamente por las excretas, producto de la digestión natural de las lombrices (lombriz roja californiana). La lombricultura se produce a base de desechos orgánicos, buscando con ello mejorar el contenido de materia orgánica del suelo para mantener la fertilidad del mismo. La lombricomposta es ampliamente usada como regeneradora y mejorador de la tierra, aporta un medio ideal para la retención y suministro de nutrientes a las plantas.
La lombricomposta puede ser una buena alternativa para enriquecer los medios de cultivo de la Spirulina, debido a que contiene la mayoría de los nutrientes que el alga necesita para alimentarse y así mismo reproducirse.
El espectrofotómetro es un equipo que se utiliza en el laboratorio con el fin de determinar la concentración de una sustancia un una solución, asimismo permitiendo la realización de análisis cuantitativos. La Absorbancia es cuando un haz de luz incide sobre un cuerpo traslúcido, una parte de esta luz es absorbida por el cuerpo, y el haz de luz restante atraviesa dicho cuerpo, a mayor cantidad de luz absorbida, mayor será la absorbancia del cuerpo, y menor cantidad de luz será transmitida por dicho cuerpo.
Para poder seleccionar los medios de cultivo para el desarrollo del alga, se diseñó un equipo que mantuviera las condiciones ambientales ideales de temperatura de 34 a 38°C, asimismo se le adaptó focos de 60 w y un temporizador para manejar periodos de luminosidad de 30 min. Y periodos de oscuridad de 3 horas. Se adaptó una bomba de motor para la correcta aeración del alga, manteniéndola en su estado óptimo.
Para la alimentación del alga se diseñaron tres tipos de medios de cultivo con las condiciones de nutrientes necesarias. El primer medio de cultivo (testigo) contiene sales minerales como principales componentes fueron; bicarbonato de sodio, cloruro de sodio, nitrato de sodio, sulfato de sodio, fosfato de amonio, sulfato de magnesio, cloruro de potasio, una solución de hierro y agua.
El segundo medio de cultivo (orina) contiene bicarbonato de sodio, cloruro de sodio solución de hierro, orina y agua. Finalmente el tercer medio de cultivo (lombricomposta) se compararon los nutrientes que aporta la lombricomposta con las sales que tienen los medios para ver que tanto se tenía que modificar el cultivo de humus y así tener los mismos nutrientes que necesita la spirulina máxima (Tabla 1).
Tabla 1. Comparación de los nutrientes que aporta la lombricomposta y las sales que contienen los medio de cultivo.
En los tres medios de cultivo se mantuvieron con un rango de pH de 9.4 a 9.9. Cada 24 horas se supervisa las condiciones de los tres medios de cultivo. Ya reproducida el alga, se llevó a cabo la filtración de esta, por medio de un embudo de porcelana con filtro de tela 100% de algodón, mediante una bomba generando un vacío en un matraz kitasato. Esto con el fin de retirar la spirulina del medio acuoso para calcular la concentración. La deshidratación se llevo a cabo en un horno a 34°C por 24 hrs. Se realizaron lecturas en el espectrofotómetro a una absorbancia con longitudes de onda de 680 nanómetros para construir una curva de calibración y encontrar la relación entre absorbancia y concentración (Tabla 2).
Tabla 2. Lectura de absorbancia en el espectrofotómetro para la curva de calibración
Finalmente se reportaron lecturas en el espectrofotómetro calibrado a cero con el medio que le corresponde, tomando en cuenta el día y la dilución de la spirulina ya que se fue agregando medio de cultivo (Figura 1) para ver la concentración de la Spirulina maxima en cada uno de los medios.
Se tomó en cuenta los resultados de la absorbancia en los diferentes medios de cultivo para poder medir la concentración en g/l de cada uno de ellos y ver el crecimiento de la Spirulina maxima en cada medio de cultivo.
Se graficaron los resultados para observar el crecimiento celular de la spirulina máxima (Figura 2).
Figura 1. Lectura de absorbancia calibrado a cero con el medio que le corresponde
Figura 2. Gráfica de crecimiento de la spirulina en cada medio
Los análisis de resultados se dividen en tres:
Diseño de los medios de cultivo: De los tres medios de cultivo se observó mayor crecimiento celular en el medio de cultivo preparado con Lombricomposta (se alcanzó una concentración de 0.28 g/l en 4 días). Además en el medio de cultivo con orina y sales inorgánicas hubo una mayor reproducción que en el medio de cultivo testigo. Sin embargo estos fueron menores que en el medio de cultivo con lombricomposta.
Costos de cada medio de cultivo: El más económico fue el de la lombricomposta ($0.192 por litro), siguiendo el medio de cultivo con sales inorgánicas ($0.75 por litro) y el de costo más elevado fue el medio de cultivo con orina ($0.76 por litro) (Figura 3)
Figura 3. Precios de los medios de cultivo por litro de solución.
Construcción del equipo para reproducir la spirulina máxima: Se pudo controlar las condiciones ambientales para el cultivo de la spirulina máxima, diseñando un equipo donde se le proporciono luz, calor con focos ahorradores y agitación con inyección de aire con una bomba eléctrica.
La búsqueda de las proteínas para complementar la alimentación es un tema de auge y gran importancia, debido a la mala calidad de las dietas no balanceadas, con carencia de proteínas de buena calidad. Además de que los productos que contienes estas proteínas son productos de origen animal y con alto costo, como por ejemplo, carne de bovino, porcino, aves, pescados y mariscos. Muchas de las enfermedades con contagiosas, son debidas a alimentos de baja calidad en nutrientes, como son: proteínas (aminoácidos), carbohidratos, lípidos, vitaminas y minerales, que ayudan al adecuado mantenimiento y funcionamiento del cuerpo.
Con la investigación realizada, se observo un mayor crecimiento celular en el medio de cultivo de lombricomposta. El humus de la lombriz es una buena alternativa para enriquecer el medio de cultivo por sus características nutrimentales.
Se redujeron los costos de los cultivos de la spirulina gracias a la lombricomposta, generando más alga en menos tiempo, que en los otros cultivos.
Cualquier persona puede reproducir el alga spirulina en su casa siempre y cuando se controlen las condiciones que requiere el alga.
Bourges Rodríguez H. 2001 La alimentación y la nutrición en México. Recuperado de: http://revistas.bancomext.gob.mx/rce/magazines/31/6/RCE.pdf Consultado febrero 2016
Castelloti Clara. 2007. Algas, su uso terapéutico y nutricional. Pp 15-17. España: Dilema.
Henrikson, Robert, 1994. Microalga Spirulina Superalimento del futuro. Pp. 62-63.España: Urano.
Lara Andrade R. et. al, 2005 La importancia de la spirulina en la alimentación acuícola. Recuperado de: http://www.izt.uam.mx/newpage/contactos/anterior/n57 ne/spirulina.pdf Fecha de consulta Diciembre 2015.
Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO). 2003. Perfiles Nutricionales por Países – MÉXICO. Recuperado de: http://www.fao.org/docrep/017/aq028s/aq028s.pdf Consultado febrero 2016
Secretaria de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural Pesca y Alimentación. (SAGARPA) 2005 Lombricultura. Recuperado de: http://www.sagarpa.gob.mx/ desarrolloRural/Documents/fichasaapt/Lombricultura.pdf Consultado diciembre 2015.
Soria Sánchez G. & Palacio Muñoz V. 2014. El Escenario Actual de la Alimentación en México. Recuperado de: http://revistaseletronicas.pucrs.br/ojs/index.php/fass /article/viewFile/16223/11759 Consultado febrero 2016
Autor:
Ing. Erika Georgina Sánchez López
Ingeniera en alimentos, Universidad Autónoma Metropolitana unidad Iztapalapa
Docente de Educación Media Superior en Estado de México
Estado de México, Febrero 2016