Los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (LC-PUFAs) son nutrientes
esenciales altamente demandados por las industrias acuícola, nutracéutica y alimentaria.
Actualmente, el principal recurso que abastece de LC-PUFAs a la industria es el aceite de
pescado. Sin embargo, las diversas problemáticas asociadas a su producción hacen
necesaria la búsqueda de recursos alternativos. Ciertas microalgas marinas producen
naturalmente estos compuestos por lo que surgen como una fuente alternativa
prometedora de LC-PUFAs. Además, su síntesis puede modificarse manipulando las
condiciones de crecimiento y, frente a condiciones de baja temperatura, ciertas especies
responden sintetizando aún más LC-PUFAs. Sobre la base de estos antecedentes, el objetivo
de esta Tesis fue aislar microalgas nativas del estuario de Bahía Blanca y desarrollar
estrategias de cultivo que involucren el estrés por baja temperatura. Se plantearon como
objetivos específicos aislar potenciales especies productoras de PUFAs e identificarlas
morfológica y molecularmente; caracterizar su crecimiento a escala de laboratorio;
cultivarlas en fotobiorreactor bajo condiciones óptimas y estresantes en términos de
temperatura determinando su efecto sobre parámetros de crecimiento, producción de
biomasa y cantidad, calidad y producción lipídica, con especial énfasis en LC-PUFAs, y de
otros compuestos de alto valor como esteroles, pigmentos y/o proteínas. De las tres
especies de diatomeas aisladas, se seleccionó a Cylindrotheca closterium por presentar los
mejores resultados en cuanto crecimiento y producción de biomasa. Se corroboró la
identidad de la cepa mediante análisis del gen cloroplástico rcbl. Se realizaron cultivos en
fotobiorreactor de C. closterium a 20°C (control), y disminuyendo abruptamente la
temperatura a 10oC durante la fase exponencial de crecimiento (EBTEx) y la fase
estacionaria de crecimiento (EBTEs). La condición EBTEs, fue la estrategia de cultivo más
adecuada para incrementar la producción de biomasa, lípidos y LC-PUFAs esenciales,
particularmente en términos de ácidos eicosapentaenoico (EPA) y araquidónico (ARA). A
su vez, la presencia de esteroles y aminoácidos esenciales para organismos acuáticos
revelaron el valor de la biomasa para su posible uso en acuicultura. Por otra parte, otra
especie aislada fue identificada como Pavlova gyrans (Haptophyta) a partir de sus
características morfológicas y estudios moleculares en base al gen nuclear 18s rARN. P.
gyrans mostró ser robusta para el crecimiento bajo las condiciones empleadas en el
laboratorio. Se ensayaron cultivos en fotobiorreactor a una temperatura óptima (20oC) y
bajo EBTEs. Ésta última condición demostró ser efectiva para incrementar la producción de
biomasa y LC-PUFAs, particularmente los ácidos grasos EPA y docosapentaenoico (DPA).
Además, la presencia de fitoesteroles y pigmentos otorgaron aún más valor a la biomasa.
Finalmente, se analizó la calidad de los lípidos teniendo en cuenta indicadores de calidad
nutricional de los mismos. P. gyrans mostró valores similares a los reportados para
diferentes aceites de pescado por lo que puede considerarse una especie para uso
alimentario. En conjunto, estos resultados evidencian el potencial de las cepas nativas C.
closterium y P. gyrans como una posible fuente alternativa de LC-PUFAs. / Long-chain polyunsaturated fatty acids (LC-PUFA) are essential nutrients highly
demanded by aquaculture, nutraceutical and food industries. Currently, the main source
that supplies LC-PUFAs to the industry is fish oil. However, various problems associated with
its production make it necessary to search for alternative resources. Certain marine
microalgae naturally produce these compounds, emerging as promising alternative sources
of LC-PUFA. Furthermore, its synthesis can be modify by manipulating their growth
conditions and faced with low temperature conditions, certain species respond by
synthesizing even more LC-PUFA. Based on this background, the objective of this Thesis was
to isolate native microalgae from the Bahía Blanca Estuary and develop culture strategies
involving low temperature stress. The specific objectives were to isolate possible PUFA-
producing species and identify them morphologically and molecularly; characterize their
growth on a laboratory scale; cultivate them in a photobioreactor under optimal and
stressful conditions in terms of temperature, determining their effect on growth
parameters, biomass production and quantity, quality and lipid production, with special
emphasis on LC-PUFA, and other high-value compounds such as sterols, pigments and/or
proteins. Of the three isolated diatom species, a Cylindrotheca closterium was selected as
it showed the best results in terms of growth and biomass production. The identity of the
strain was confirmed by analysis of the rcbl chloroplast gene. C. closterium cultures were
performed in a photobioreactor at 20°C (control), and the temperature was abruptly
decreased to 10oC during the exponential growth phase (EBTEx) and the stationary growth
phase (EBTEs). The EBTEs condition was the most suitable culture strategy to increase the
production of biomass, lipids and LC-PUFAs, particularly in terms of eicosapentaenoic (EPA)
and arachidonic (ARA) acids. In turn, the presence of sterols and essential amino acids for
aquatic organisms revealed the value of the biomass for its possible use in aquaculture. On
the other hand, another isolated species was identified as Pavlova gyrans (Haptophyta)
based on its morphological characteristics and molecular studies based on the nuclear 18s
rRNA gene. P. gyrans was shown to be robust for growth under laboratory conditions.
Cultures were also performed in a photobioreactor at optimal temperature (20oC) and
under EBTEs. This last condition proved to be effective in increasing the production of
biomass and LC-PUFAs, particularly EPA and docosapentaenoic (DPA) fatty acids. In
addition, the presence of phytosterols and pigments added even more value to the biomass.
Finally, lipids were analyzed taking into account indicators of nutritional quality. P. gyrans
showed similar values to those reported for different fish oils, so it can be considered a
species for food use. Taken together, these results show the potential of two native strains,
C. closterium and P. gyrans, as alternative sources of LC-PUFAs.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uns.edu.ar/oai:repositorio.bc.uns.edu.ar:123456789/6633 |
| Date | 12 June 2023 |
| Creators | Almeyda, María Delfina |
| Contributors | Leonardi, Patricia Inés, Scodelaro Bilbao, Paola G. |
| Publisher | Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia |
| Source Sets | Universidad Nacional del Sur |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
| Format | application/pdf |
| Rights | 2 |
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