El cultivo de cianobacterias ha atraído un interés significativo debido a su potencial en diversas aplicaciones industriales, ambientales y biotecnológicas. En la mayoría de estudios sobre bioproductos de cianobacterias se han utilizado cultivos axénicos en sustratos estériles, lo cual conlleva altos costos de producción. Este trabajo destaca el potencial de utilizar microbiomas ricos en cianobacterias para la producción sostenible y eficiente de bioproductos, proporcionando una alternativa a los métodos convencionales. Los microbiomas, que son comunidades complejas de microorganismos, proporcionan un entorno natural y dinámico que favorece la síntesis de metabolitos relevantes a nivel industrial. Los microbiomas fotoautótrofos estudiados en el presente trabajo se obtuvieron de entornos naturales y se enriquecieron en cianobacterias mediante estrategias de limitación de fósforo para controlar el crecimiento no deseado de algas verdes. Este estudio tiene como objetivo producir polihidroxibutirato (PHB) y ficobiliproteínas (PBPs) utilizando microbiomas ricos en cianobacterias en fotobiorreactores de 3L. La estabilidad del proceso se evaluó mediante la repetición de ciclos de cultivo para enriquecer los microbiomas en microorganismos productores de PHB. Se midieron regularmente parámetros clave, como temperatura, pH, crecimiento de biomasa y consumo de nitrógeno, para asegurar condiciones óptimas. La producción de PHB se maximizó utilizando una estrategia de dos fases, alternando entre fases de crecimiento y acumulación. Además, se desarrolló una técnica rápida de cuantificación de los niveles de PHB en los cultivos mediante la tinción con Nile Blue A y la medición de la fluorescencia. También se evaluó la producción de PBPs, con un proceso que involucró un crecimiento inicial bajo luz blanca seguido de una inducción bajo luz verde. La extracción y cuantificación de los bioproductos se realizaron mediante extracción con solventes y métodos espectrofotométricos, respectivamente. Los resultados se analizaron utilizando métodos estadísticos como ANOVA y análisis de tendencias. El contenido máximo de PBPs obtenido alcanzó aproximadamente el 15% del peso celular seco (dcw), siendo la ficocianina el componente predominante (10%dcw) y mostrando una tendencia creciente. En cuanto al PHB, uno de los microbiomas produjo hasta un 38.9%dcw en PHB, demostrando ser el más prometedor para futuros estudios

El cultiu de cianobacteris ha atret un interès significatiu a causa del seu potencial en diverses aplicacions industrials, ambientals i biotecnològiques. En la majoria d'estudis sobre bioproductes de cianobacteris s'han utilitzat cultius axènics en substrats estèrils, la qual cosa comporta elevats costos de producció. Aquest treball destaca el potencial d'utilitzar microbiomes rics en cianobacteris per a la producció sostenible i eficient de bioproductes, proporcionant una alternativa als mètodes convencionals. Els microbiomes, que són comunitats complexes de microorganismes, proporcionen un entorn natural i dinàmic que afavoreix la síntesi de metabòlits rellevants a nivell industrial. Els microbiomes fotoautòtrofs estudiats en el present treball es van obtenir d'entorns naturals i es van enriquir en cianobacteris mitjançant estratègies de limitació de fòsfor per controlar el creixement no desitjat d'algues verdes. Aquest estudi té com a objectiu produir polihidroxibutirat (PHB) i ficobiliproteïnes (PBPs) utilitzant microbiomes rics en cianobacteris en fotobiorreactors de 3L. L'estabilitat del procés es va avaluar mitjançant la repetició de cicles de cultiu per enriquir els microbiomes en microorganismes productors de PHB. Es van mesurar regularment paràmetres clau, com temperatura, pH, creixement de biomassa i consum de nitrogen, per assegurar condicions òptimes. La producció de PHB es va maximitzar utilitzant una estratègia de dues fases, alternant entre fases de creixement i acumulació. A més, es va desenvolupar una tècnica ràpida de quantificació dels nivells de PHB en els cultius mitjançant la tinció amb Nile Blue A i la mesura de la fluorescència. També es va avaluar la producció de PBPs, amb un procés que va involucrar un creixement inicial sota llum blanca seguit d'una inducció sota llum verda. L'extracció i quantificació dels bioproductes es van realitzar mitjançant extracció amb solvents i mètodes espectrofotomètrics, respectivament. Els resultats es van analitzar utilitzant mètodes estadístics com ANOVA i anàlisi de tendències. El contingut màxim de PBPs obtingut va arribar aproximadament al 15% del pes cel·lular sec (dcw), sent la ficocianina el component predominant (10%dcw) i mostrant una tendència creixent. Pel que fa al PHB, un dels microbiomes va produir fins a un 38.9%dcw en PHB, demostrant ser el més prometedor per a futurs estudis.

Cultivating cyanobacteria has attracted significant interest due to their potential in various industrial, environmental, and biotechnological applications. Most studies on cyanobacterial bioproducts have used axenic cultures in sterile substrates, leading to high production costs. This research highlights the potential of using cyanobacteria-rich microbiomes for sustainable and cost-effective production of bioproducts, providing a viable alternative to conventional methods. Microbiomes, which are complex communities of microorganisms, provide a natural and dynamic environment conducive to synthesizing industrially relevant metabolites. The photoautotrophic microbiomes studied in the present work were obtained from natural environments and enriched in cyanobacteria by strategies of phosphorous limitation to control unwanted algal growth. The present study study aims to produce polyhydroxybutyrate (PHB) and phycobiliproteins (PBPs) using cyanobacteria-rich microbiomes in 3L photobioreactors. The stability of the process was evaluated by repeating cultivation cycles to enrich the microbiomes in PHB-producers microorganisms. Key parameters, such as temperature, pH, biomass growth, and nitrogen consumption were regularly measured to ensure optimal conditions. PHB production was maximized using a dual-phase approach, alternating between growth and accumulation phases. Furthermore, a rapid quantification technique for PHB levels in the cultures through Nile blue A staining and fluorescence measurement was developed. PBP production was also evaluated, with the process involving initial growth under white light followed by induction under green light. Extraction and quantification of bioproducts were performed using solvent extraction and spectrophotometric methods, respectively. Results were analyzed using statistical methods such as ANOVA and trend analysis.The maximum PBP content obtained reached approximately 15% of dry cell weight (dcw), with phycocyanin being the predominant component (10%dcw) and showing an increasing trend. Regarding PHB, one of the microbiomes produced up to 38.9%dcw PHB, proving to be the most promising one for future studies.

Objectius de Desenvolupament Sostenible::12 - Producció i Consum Responsables

Objectius de Desenvolupament Sostenible::14 - Vida Submarina