Cultivo de Spirulina maxima para suplementación proteica
Resumen
En el Instituto Mayor Campesino en Buga con una temperatura de 21°C y una altura de 1000 msnm, se llevaron a cabo ensayos para evaluar medios de cultivo apropiados para la cianobacteria Spirulina maxima usando efluente de biodigestores y vinaza, desecho proveniente de la fermentación alcohólica de las mieles después de la adición de ácido sulfúrico, suplementando con bicarbonato de sodio para cumplir los requerimientos en carbono y estabilizar el pH. En primera instancia se reprodujo la semilla en medio químico con un tiempo de doblaje de biomasa de 20 a 30 días. Luego se realizaron ensayos usando proporciones (volúmenes) de efluente: agua de 0.25:0.75, 0.5:0.5, 0.75:0.25 y 1.0:0.0. A estas mezclas se agregó un inóculo de spirulina en proporciones de 200 ml de inóculo por cada litro de la mezcla. El inóculo contenía 192 células/ml, dando así una concentración inicial de células en los distintos medios de aproximadamente 32 células por ml. Para la vinaza, las proporciones (vinaza:agua) fueron: 0.5:0.5, 0.6:0.4 y 0.7:0.3, agregándose las mismas cantidades de inóculo de spirulina. Para el efluente de biodigestor se agregó 17 g de bicarbonato de sodio por litro del medio; y en el caso de la vinaza 34 g de bicarbonato. Los medios se colocaron en estanques rectangulares de vidrio, y fueron agitados con aire de un microcompresor.
Se obtuvo la mayor tasa de reproducción del cultivo con el tratamiento de 0.5:0.5 (efluente:agua) tanto para el del biodigestor como el de la destilería. Las lecturas fueron 530, 1380 y 9500 células/ml a los 2, 15 y 30 días después. Los valores correspondientes para la vinaza fueron 1170, 2190 y 10,460 respectivamente. La mayor contaminación que presentó el cultivo fue debida a Chlorella sp. y protozoarios como Amoeba sp. y Paramecium sp. Los cambios de temperatura registrados entre el dia y la noche fueron considerables (desde 23 a 29°C), pero al parecer no afectaron significativamente el desarrollo del cultivo.
Palabras claves: Spirulina maxima, cultivo, efluente, vinaza, bicarbonato de sodio.
Introducción
La falta de fuentes proteicas que puedan reemplazar los concentrados con altos costos de adquisición en el mercado para los pequeños productores, llevó a considerar la Spirulina maxima como una fuente alternativa con alto contenido proteico (65%) y con un balance de aminoácidos excelente, aunque con un contenido bajo en metionina para usarlo en la alimentación animal, especialmente en monogástricos.
En países desarrollados como México, EEUU y Japón la Spirulina maxima es usada en la alimentación humana para suplir la deficiencia de proteína, pero con sistemas de producción, cosecha y secado muy tecnificados y costosos (Shelef y Soeber 1980). Se han logrado producciones máximas de hasta 120 toneladas/ha/año con un promedio en contenido de proteína del 50% y en sistemas de producción para nutrición en gorrinos se han obtenido entre 14 y 34 gr/m²/día (Lincoln 1985).
Se ha empleado en la alimentación de animales, humanos, en acuacultura para la cría de microcrustáceos, para tratamiento de aguas residuales y como fuente energética, además de contribuir a la eliminación de desechos.
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Resultados y discusión
Durante los primeros 15 días la tasa de reproducción de la espirulina se relacionó directamente con la concentración del efluente en el medio, en el caso del efluente del biodigestor (Cuadro 6). Sin embargo, después de agregar otra vez el medio, fue mucho más marcado la respuesta en el tratamiento de mitad efluente:mitad agua, que con concentraciones mayores, siendo altamente significativas las diferencias (P<.001). La concentración de células alcanzada en 30 días en el tratamiento 50:50 (9 x 103/ml) todavía no representa el potencial del organismo, ya que concentraciones de hasta 1 x 106/ml han sido reportadas por Noue y Proulx (1986).
La mayor contaminación que presentó el cultivo con efluente del biodigestor fue debida a Chlorella sp. y protozoarios como Amoeba sp. y Paramecium sp.
Los cambios de temperatura registrados entre el día y la noche fueron considerables (desde 23 a 29°C), pero al parecer no afectaron significativamente el desarrollo del cultivo.
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Conclusiones
Al parecer, el nivel de efluente de biodigestor más recomendable para el cultivo de Spirulina maxima es una combinación de partes iguales de efluente y de agua (sin cloro) con 17 g de bicarbonato de sodio por cada litro de medio, teniendo en cuenta que el efluente tendría una concentración de sólidos de aproximadamente 2%.
El nivel de vinaza más efectivo para la reproducción de la cianobacteria fue del 50% de vinaza y 50% de agua. En este caso fue usado 34 g de bicarbonato de sodio por cada litro de medio, en vista de la acidez de la vinaza.
La población de células de espirulina posiblamente fué afectada básicamente por la competencia de microorganismos cuando se usó como sustrato el efluente, de ahí la ventaja de la suplementación con la vinaza.
El pH y la temperatura para los ensayos, tanto de efluente como de vinaza, no variaron significativamente como para afectar el cultivo de espirulina.
Recomendaciones
Realizar más ensayos para tratar de aumentar los niveles de suplementación con efluente y vinaza.
Buscar otras alternativas para uso de desechos como sustrato para la espirulina, además de emplear elementos químicos como el carbonato de calcio para suplir las necesidades de carbono.
Hacer énfasis en la implementación del cultivo de la cianobacteria a nivel de campo, dando más importancia al análisis de los sustratos para el cultivo y las tecnologías aplicadas para el pequeño productor.