Optimización del cultivo heterotrófico de Chlorella sp. HS2 utilizando selección, evaluación estadística y validación

El cultivo heterotrófico de microalgas tiene una serie de ventajas notables, que incluyen permitir altos niveles de densidad de cultivo, así como habilitar la producción de biomasa en cantidades consistentes y predecibles. En este estudio, se explora el potencial completo de Chlorella sp. HS2 a través de la optimización de los parámetros para su cultivo heterotrófico. Primero, se seleccionaron fuentes de carbono y nitrógeno en PhotobioBox. Luego se adoptó una selección inicial utilizando el diseño Plackett-Burman (PBD) y se optimizaron las concentraciones de los nutrientes principales (glucosa, nitrato de sodio y fosfato de dipotasio) a través de la metodología de superficie de respuesta (RSM) con un diseño compuesto central (CCD). Tras la validación del modelo mediante cultivo a escala de matraz, se encontró que el medio BG11 optimizado resultó en una mejora de tres veces en las cantidades de biomasa, de 5.85 a 18.13 g/L, en comparación con un medio BG11 no optimizado que contenía 72 g/L de glucosa. Escalar el cultivo a un fermentador de 5 L resultó en una concentración de biomasa significativamente mejorada de 35.3 g/L debido a una oxigenación más eficiente del cultivo. Además, se empleó fermentación con aporte de fósforo en un esfuerzo por abordar la rápida agotamiento de fosfato, alcanzando una concentración máxima de biomasa de 42.95 g/L, con una productividad de biomasa de 5.37 g/L/D.