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Ingeniería De Bioprocesos En El Cultivo De Dinoflagelados )

ISBN: 978-8482409337 | ASIN: 8482409336 | Tamaño descarga: 2168KB


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Libro Ingeniería De Bioprocesos En El Cultivo De Dinoflagelados ) de Juan José Gallardo Rodríguez

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Sinopsis del libro

Los dinoflagelados son un conjunto muy extenso de fitoplancton del que se han descrito más de dos mil especies, de las que sólo la mitad son fotosintéticas. No obstante, y pese a la enorme diversidad biológica del conjunto, los dinoflagelados son conocidos por ser el origen de la mayoría de las proliferaciones tóxicas de microalgas. Hasta la data se han descrito cerca de cien especies tóxicas. Las biotoxinas producidas pueden acumularse en crustáceos y moluscos, introduciéndose así en la cadena trófica. Las intoxicaciones humanas relacionadas con estas toxinas son conocidas desde hace un buen tiempo, aunque los efectos producidos por dosis crónicas se ignoran de momento. En los últimos años, la demanda de toxinas puras certificadas para su utilización en análisis toxicológicos de comestibles, en el desarrollo de métodos de detección y en investigación médica y farmacológica ha crecido de forma notable. Para satisfacer esta demanda es preciso el cultivo masivo de los dinoflagelados productores, puesto que la síntesis química no es de momento posible. El interés comercial por estas biotoxinas es evidente no sólo para su comercialización más inmediata como estándares de referencia, sino más bien también por su interés como futuros fármacos. No obstante, el cultivo de estos microorganismos en biorreactores tiene fuertes trabas. Por servirnos de un ejemplo, las bajas velocidades de desarrollo logradas o bien la sensibilidad a las fuerzas de corte. Estudios de campo han probado que el desarrollo de los dinoflagelados es inhibido por niveles turbulencia hasta de un orden de magnitud menor que los que dañan a células de animales y plantas Hasta el instante, estas especies habían sido estudiadas desde determinado punto de vista medioambiental o bien taxonómico y no desde determinado punto de vista Ingenieril. Es precisamente por esto que se propón la necesidad de aplicar la Ingeniería de Bioprocesos a la producción de estas substancias bioactivas provenientes de dinoflagelados. Como especie modelo se escogió una particularmente sensible: Protoceratium reticulatum. Esta especie es planctónica y fotosintética. La experimentación desarrollada en esta memoria se diseñó para la obtención de cultivos estables de dinoflagelados en biorreactores con productividades mayores que las conseguidas en cultivos estáticos en matraces a través de la caracterización de las necesidades nutricionales, lumínicas y los niveles de turbulencia soportados. El plan experimental constó, por lo tanto, de las próximas etapas: 1) Acotar variables medioambientales: optimización del desarrollo, consumos y necesidades de nutrientes y producción de biotoxinas. dos) Identificar y atenuar los efectos de las fuerzas de corte en biorreactores agitados y/o aireados. tres) Diseño, instrumentación y puesta a puntito de biorreactores para el cultivo masivo de dinoflagelados frágiles. cuatro) Delimitar variables de operación: optimización de la productividad cinco) Escalado del biorreactor. En relación al punto 1) se efectuaron ensayos que han tolerado determinar los nutrientes limitantes del medio de cultivo, así como, las concentraciones de éstos que maximizan la velocidad de desarrollo y la producción de toxinas. Además, se ha estudiado la contestación a la irradiancia y al ciclo de luz, dejando establecer el régimen de luz óptimo. En los ensayos relativos al punto dos) se identificaron las condiciones de agitación y/o aireación que no producían daño celular. También se han estudiado los mecanismos de daño y se han propuesto dos aditivos protectores de acción directa (PF68 y CMC) y uno de acción indirecta (Ácido ascórbico). Para la consecución del objetivo tres) se ha trabajado con éxito sobre un reactor tipo tanque agitado de 2L con un agitador de tipo axial. En este sistema se han ensayado múltiples modos de operación (intermitente, semicontinuo, “fed-batch” con perfusión y progresivo), lográndose acrecentar en un orden de magnitud la concentración máxima de biomasa y toxinas referenciada para la especie empleada. Las máximas productividades de biomasa y toxinas se consiguieron en el modo perfecto progresivo. En estas condiciones pudieron conseguirse cultivos de hasta cinco meses de duración, lográndose una producción estable y repetitiva de biomasa y de toxinas. Por último, en relación al punto cinco), se logró cultivar la especie en un reactor de diseño propio de 20L de volumen total, con productividades afines a las conseguidas en el reactor de menor escala. | Juan José Gallardo Rodríguez