Revista de Termodinámica y Catálisis
Acceso abierto

abstracto

Disrupción celular y extracción líquida presurizada de carotenoides de microalgas

Josef Taucher, Sascha Baer, Philipp Schwerna, Dominik Hofmann, Magdalena Hümmer, Rainer Buchholz y Anna Becker

Las microalgas son organismos muy prometedores para la producción de compuestos de alto valor como los carotenoides. Sin embargo, su uso comercial se ve obstaculizado hasta ahora por la falta de procesos eficientes y actualmente factible para muy pocas cepas. Uno de los factores más relevantes es el gran esfuerzo para el procesamiento posterior, por ejemplo, la interrupción y extracción celular. Por lo tanto, los estudios presentados se dedicaron a investigar y optimizar estos dos pasos para la producción de carotenoides con microalgas. Se compararon seis técnicas diferentes de disrupción celular (homogeneizador de alta presión, molino de bolas, Ultra Turrax, congelación y descongelación repetidas, liofilización, ultrasonidos) a escala de laboratorio para tres especies: Haemotococcus pluvialis, Chromochloris zofingiensis y Chlorella sorokiniana. La recuperación de carotenoides se determinó mediante HPLC-UV/Vis después de la extracción con disolvente presurizado. Además, se optimizaron los factores que influyen en los métodos de extracción aplicados, como el disolvente, la temperatura, la duración y el número de ciclos, para alcanzar las tasas de recuperación más altas. Si bien los métodos mecánicos aproximados, como el molino de bolas y el homogeneizador de alta presión, mostraron la mayor efectividad para la ruptura celular de las tres cepas investigadas, la influencia de los métodos no mecánicos, es decir, ciclos repetidos de congelación y descongelación, en la eficiencia de la extracción de astaxantina, luteína y β el caroteno aumentó inversamente proporcional al tamaño celular y la rigidez de la pared celular. Para H. pluvialis la congelación y descongelación repetidas dieron como resultado un rendimiento de extracción 240 veces menor en comparación con el homogeneizador de alta presión, mientras que ambos métodos fueron comparables para C. sorokiniana. De los seis solventes probados, el diclorometano dio como resultado el mayor rendimiento de recuperación de caroteno, tres veces mayor en comparación con el n-hexano. La variación de la temperatura de extracción desde temperatura ambiente hasta 120°C mostró un óptimo a 60°C. Se alcanzó una extracción casi completa después de un ciclo de 10 minutos. Los datos presentados aquí demuestran la necesidad de una optimización a escala de laboratorio de la disrupción celular y el proceso de extracción para futuras ampliaciones