Modelos matemáticos y parámetros cinéticos relacionados con la producción de astaxantina en Haematococcus pluvialis

Abstract

La microalga biflagelada unicelular de agua dulce Haematococcus pluvialis tiene una gran importancia industrial al ser considerada una fuente de producción natural de astaxantina, carotenoide utilizado como colorante y compuesto bioactivo. Este microorganismo es el principal productor de astaxantina de mejor calidad. La inducción de caroteno génesis se logra cuanto mayor es la exposición a condiciones de estrés, pues se genera así la mayor acumulación de astaxantina. Se ha observado también que, si las células están expuestas a un exceso de condiciones de estrés, el crecimiento celular cesa por completo y las células comienzan a morir en un tiempo relativamente corto, lo que dificulta su producción. El objetivo de esta revisión es conocer los modelos usados para describir la cinética de crecimiento de H. pluvialis y establecer los parámetros cinéticos que mejor expliquen el crecimiento de la microalga para emplearlos en el cultivo en laboratorio y su escalamiento en biorreactores o fotobiorreactores (fbr). Los modelos matemáticos más aplicados para el monitoreo del crecimiento de la microalga son el logístico, Baranyi-Roberts, exponencial y Monod. Se han propuesto modelos cinéticos de crecimiento teniendo en cuenta parámetros como la irradiancia y el color de luz. Los parámetros cinéticos usados son la velocidad máxima de crecimiento (µmáx), el tiempo de duplicación (td), la biomasa inicial (Xo), la biomasa final (Xf) y la productividad del carotenoide (Yp/Ys), para establecer las condiciones óptimas de cultivo y producción del carotenoide, utilizando los coeficientes de correlación que genera el modelo, a fin de garantizar el cultivo de la microalga bajo las condiciones seleccionadas y validar los datos encontrados.