Optimization of Parachlorella kessleri growth under different environmental conditions for lipid production

En la búsqueda de materiales que no dañen al planeta, los científicos están recurriendo al mundo microscópico de las algas. Estas diminutas plantas unicelulares utilizan la luz solar para crecer y, al hacerlo, pueden producir aceites y plásticos que algún día podrían reemplazar los productos derivados del petróleo que saturan nuestros vertederos y océanos. El desafío radica en encontrar el tipo de alga adecuado y el entorno perfecto para hacerlas crecer rápido y producir las sustancias más útiles. Es una cuestión de ajustar las condiciones —como la acidez del agua, la calidez del aire, la duración del día y la cantidad de dióxido de carbono disponible— de forma muy similar a un jardinero que ajusta un invernadero para estimular la mejor cosecha de un cultivo específico. Cuando estos factores se equilibran correctamente, las algas pueden convertirse en una fábrica de energía sostenible y plásticos biodegradables.

Un equipo de investigadores en la India se centró recientemente en una cepa específica de alga verde llamada Parachlorella kessleri, la cual descubrieron en el río Yamuna en Delhi. Querían ver si esta variedad local podía ser persuadida para producir grandes cantidades de lípidos, que son grasas utilizadas para fabricar biocombustible, y polihidroxialcanoatos, o PHA, que son plásticos biodegradables. Para encontrar la mejor receta de crecimiento, los científicos aislaron las algas del agua del río y las limpiaron de cualquier bacteria. Luego cultivaron las algas en frascos de vidrio, cambiando cuidadosamente una condición a la vez para ver cómo respondían las diminutas células. Probaron diferentes niveles de acidez, temperaturas que variaban de frescas a calurosas, diversos ciclos de luz y oscuridad, y diferentes concentraciones de gas dióxido de carbono burbujeado a través del agua.

Los experimentos revelaron un conjunto claro de condiciones donde las algas prosperaron. Las células crecieron mejor cuando el agua era ligeramente alcalina, con un pH de 8, y se mantuvo a una temperatura cómoda de 25 grados Celsius. También prefirieron un día que fuera más largo que la noche, específicamente un ciclo de 16 horas de luz seguidas de 8 horas de oscuridad, y crecieron con mayor vigor cuando el aire sobre ellas contenía un 2 por ciento de dióxido de carbono. Bajo estas condiciones específicas, las algas alcanzaron su tamaño máximo después de 16 días. En este entorno óptimo, los investigadores descubrieron que las algas no solo estaban creciendo bien, sino que también estaban almacenando energía y bloques de construcción para plásticos. Las células secas contenían un 17 por ciento de lípidos y un 11 por ciento de PHA por peso. Esto significa que, de un solo lote de algas cultivadas bajo estas condiciones, los científicos podrían potencialmente cosechar tanto combustible como materiales plásticos.

Este descubrimiento es significativo porque es la primera vez que este tipo específico de alga, encontrada en el río Yamuna, ha sido estudiada y optimizada para la producción de ambos materiales valiosos al mismo tiempo. Mientras que otros estudios han analizado cómo cultivar algas para un solo propósito, este trabajo muestra que el mismo lote de células puede servir para un doble propósito, lo que podría hacer que el proceso de creación de productos sostenibles sea más eficiente y menos costoso. Los investigadores señalaron que las algas fueron capaces de soportar una amplia gama de condiciones, pero la combinación específica de pH, temperatura, luz y dióxido de carbono que identificaron produjo el mayor rendimiento. El estudio confirma que esta cepa autóctona tiene el potencial de ser utilizada en operaciones a gran escala, tales como biorrefinerías, donde podría ayudar a crear una economía circular al convertir los desechos y la luz solar en bienes útiles. El trabajo sienta las bases para futuros pasos, incluyendo la prueba de las algas en tanques más grandes y controlados para ver si estos resultados se mantienen en una escala industrial.