Efecto de la irradiación y el flujo de nutrientes sobre el contenido en polisacáridos ácidos en macroalgas cultivadas

Abstract

La utilización de macroalgas como biofiltro en los sistemas AMTI “Acuicultura Multi-Trófica Integrada” ha estado, hasta ahora, centrada principalmente en su capacidad para la eliminación de nutrientes disueltos (NNH4 + y P-PO4 3-), y no en su composición, su mercado potencial o el valor añadido como un organismo adicional generado en el sistema de producción. Aún en los casos en los que la eficiencia de biofiltración de las macroalgas no sea elevada y su valor de mercado sea bajo, la producción de algas puede ser aprovechable, por ejemplo, como alimento o complemento para otras especies de alto valor añadido como el “Haliotis” y otras especies de moluscos y equinodermos. La biomasa producida en estos sistemas, procesada adecuadamente está siendo valorada, a diferentes escalas, y con diversas aplicaciones como la obtención de biofertilizantes agrícolas, producción de ficobiliproteínas, ficocoloides (agar y carragenatos) y otros polisacáridos además de la obtención de sustancias con actividad antioxidante (polifenoles, pigmentos o amino ácidos tipo micosporina - MAA’s), y recientemente en la producción de lípidos/triglicéridos, como fuente para la obtención de biodiesel (entre otros biocombustibles). En el presente trabajo se presentan los resultados de la valoración más significativa, en cuanto a fines biotecnológicos se refiere, de un grupo de especies de algas rojas (Hydropuntia cornea, Hypnea spinella, Halopithys incurva y Jania adhaerens) cultivadas de forma intensiva bajo altas concentraciones de N-amonio y P-fosfato en un sistema AMTI peces (Sparus aurata) - algas. La biomasa fue producida bajo diferentes condiciones de irradiación (natural 100% PAR) y natural bajo invernadero 80%PAR + 10% UVA + 0% UVB) y la evolución del flujo/aporte de nutrientes modificada a lo largo del tiempo (alto aporte vs limitación) para estudiar el efecto sobre la composición y acumulación de polisacáridos. Además, se comparó la evolución que siguieron especies que fueron cultivadas solas, en monocultivo (Hydropuntia cornea e Hypnea spinella) y especies que fueron cultivadas conjuntas, en co-cultivo (Jania adhaerens y Halopithys incurva), para poder establecer algún tipo de relación o asociación. Las principales especies productoras de polisacáridos ácidos fueron Hydropuntia cornea e Hypnea spinella (típicas productoras de polisacáridos a nivel industrial) mientras que Halopithys incurva y Jania adhaerens mostraron valores mínimos indicando que su metabolismo está más dirigido hacia la síntesis de otro tipo de metabolitos secundarios. Una comparativa entre condiciones de cultivo y respuesta en acumulación/disminución de sustancias de la biomasa evaluada será presentada y discutida.

The use of macroalgae as biofilters in "Integrated Multi- Trophic Aquaculture" IMTA systems has been, until now, primarily focused on its capacity for dissolved nutrients removal (N-NH4+ and P-PO4 3-), not in biomass composition, its potential market or added value as an additional organism generated in the production system. Even in cases in which macroalgae biofiltration efficiency is not high and low market value, algae production could be profitable, such as food or supplement for other high value species such as "Abalone" and other species of molluscs and echinoderms. The biomass produced in these systems, properly processed is being evaluated at differents scales, also in applications such as production of agricultural biofertilizers, production of phycobiliproteins, phycocolloids (agar and carrageenan) and other polysaccharides, obtaining substances with antioxidant activity (polyphenols, pigments and amino acids like mycosporine - MAA's) and recently in the production of lipids/triglycerides as a source for biodiesel production (among other biofuels). In this work, the most significant results of the evaluated biomass are shown, inasmuch as a biotechnological purposes refers, of a group of red algae (Hydropuntia cornea, Hypnea spinella, Halopithys incurva y Jania adhaerens) intensively cultivated under high concentrations of N-ammonium and P-phosphate in an IMTA system, fish (Sparus aurata) - algae. The biomass was produced under different irradiation conditions (natural 100% PAR) and natural under greenhouse 80% PAR + 10% UVA + 0% UVB) and dynamic flow/nutrient was modified over time (high input vs limitation) to study the effect on the composition and accumulation of acid polysaccharides. Moreover, the dynamics followed by the species growing in monoculture (Hydropuntia cornea e Hypnea spinella) and species growing together, in coculture (Jania adhaerens and Halopithys incurva) were compared, to establish some type of relationship or association. The main producing species of acid polysaccharides were Hydropuntia cornea and Hypnea spinella (typical producing polysaccharide industrial level) while Halopithys incurva and Jania adhaerens showed minimum values indicating that their metabolism is more directed towards the synthesis of another type of secondary metabolites. A comparison between culture conditions and response accumulation/reduction of the substances evaluated of the biomass will be presented and discussed.