Conceptos Fundamentales en el Cultivo y Manejo de Microalgas para Biotecnología

Revisión de Conceptos Esenciales en el Cultivo de Microalgas

A continuación, se presentan las respuestas corregidas y estructuradas a las preguntas planteadas sobre el manejo y la fisiología de las microalgas.

Nutrición y Fisiología

9. Fuente de Carbono para las Algas

¿Qué necesitan las algas como fuente de Carbono (C)?

Las algas requieren dióxido de carbono ($ ext{CO}_2$), el cual transforman mediante la fotosíntesis en oxígeno ($ ext{O}_2$) que es expulsado a la atmósfera.

12. Fotoperiodo y su Optimización

¿Qué es el fotoperiodo? ¿Cuál sería el más adecuado para un cultivo?

Se denomina fotoperiodo al conjunto de procesos de las especies vegetales mediante los cuales regulan sus funciones biológicas usando como parámetros la alternancia de los días y las noches del año y su duración según las estaciones y el ciclo solar. Para optimizar el cultivo, se busca maximizar la exposición a la luz solar, proporcionando la mayor cantidad de luz posible durante el ciclo de crecimiento.

Especies y Técnicas de Cultivo

14. Especies Comunes en Acuicultura

Cite cinco especies de microalgas utilizadas en acuicultura:

• Rhodomonas
• Dunaliella
• Tetraselmis
• Isochrysis
• Skeletonema

16. Definición de Inóculo

¿Qué es un inóculo?

Es una suspensión de microorganismos que se transfiere a un ser vivo o a un medio de cultivo a través de la inoculación.

17. Medios Sólidos de Cultivo

Explique qué son los medios sólidos de cultivo. Cite dos que conozca.

Los medios sólidos de cultivo son aquellos que contienen un agente gelificante, como el agar-agar, que solidifica el medio líquido. Aunque el cultivo de microalgas se realiza predominantemente en fase líquida, el agar se utiliza en placas de Petri para el aislamiento o mantenimiento de cepas puras.

Métodos de cultivo mencionados (principalmente líquidos):

1. Placas de Petri (usando agar-agar)
2. Cultivos en bolsa
3. Cultivo en garrafas
4. Cultivos en fotobiorreactor
5. Cultivos en raceway

18. Proceso de Escalado de Microalgas

Explique cómo se escalan las microalgas según los volúmenes:

El escalado es un proceso gradual para aumentar el volumen de cultivo manteniendo la viabilidad y productividad. Los pasos típicos son:

1. Cepas (Stock): 250 ml
2. Inóculos iniciales: 250 ml a 4 L
3. Cultivo escala intermedia: 4 L o 20 L
4. Cultivo a gran escala: 20 L a 50 L (o volúmenes mayores en sistemas comerciales)

19. Definición de Cepa

¿Qué es una cepa?

Es una variante denotípica de una especie o, incluso, de un taxón inferior, usualmente propagada clonalmente, debido al interés en la conservación de sus propiedades específicas (metabólicas, morfológicas, etc.).

Manejo Específico de Diatomeas

21. Tratamiento Diferencial de Diatomeas

Explique por qué las diatomeas tienen un tratamiento diferente.

Las diatomeas requieren un tratamiento diferente porque poseen un frústulo (caparazón) compuesto de sílice ($ ext{SiO}_2$). Es necesario controlar la concentración de silicio en el medio de cultivo para asegurar la correcta formación de estas estructuras y prevenir problemas de precipitación o toxicidad si las concentraciones son inadecuadas.

22. Conteo de Diatomeas Bentónicas

Si se cuentan diatomeas bentónicas en la cámara de Neubauer, ¿qué pasos previos son necesarios realizar antes del conteo?

Se les debe someter a ultrasonido por un tiempo corto. Esto se realiza para lograr la separación de las células que puedan estar agregadas o adheridas, pero debe hacerse con cuidado para evitar la lisis o muerte celular.

Control Ambiental y Esterilización

23. Función de la Cámara Isotérmica

¿Para qué se mantienen las especies en una cámara isotérmica?

Se mantienen en una cámara isotérmica (controlando temperatura y, a menudo, luz) principalmente para evitar la contaminación con otros agentes externos y asegurar que las condiciones ambientales (temperatura y fotoperiodo) sean constantes y óptimas para el crecimiento de la especie cultivada.

24. Esterilización del Agua de Mar

¿Cómo tiene que ser esterilizada el agua de mar para preparar los medios de cultivo?

El agua de mar debe ser esterilizada mediante una combinación de métodos, típicamente:

• Lámpara ultravioleta (UV)
• Filtración mecánica (usualmente a través de filtros de 0.22 micrómetros)

25. Esterilización de Material de Vidrio

¿Cómo se esteriliza el material de vidrio cuando se trabaja con microalgas?

El material de vidrio (como matraces, pipetas, etc.) se esteriliza comúnmente mediante autoclavado (calor húmedo a alta presión) o, si el material no soporta altas temperaturas, mediante esterilización en seco (horno a alta temperatura) o mediante inmersión en soluciones químicas desinfectantes apropiadas, seguido de un enjuague con agua ultrapura.