Efecto de las condiciones ambientales y adición de consumidores de oxígeno sobre el crecimiento y la producción de hidrógeno en cultivos de clorofíceas
Las microalgas clorofíceas son capaces de producir hidrógeno (H2) vía biofotólisis, la cual debe ocurrir en un ambiente anaerobio debido a la sensibilidad al oxígeno (O2) de la enzima Fe-hidrogenasa encargada de producir H2. El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de las condiciones ambie...
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2016 |
| País: | México |
| Institución: | Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada |
| Repositorio: | Repositorio Institucional CICESE |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:cicese.repositorioinstitucional.mx:1007/94 |
| Acceso en línea: | http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/94 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/Autor/Agentes reductores info:eu-repo/classification/Autor/Hidrógeno info:eu-repo/classification/Autor/Microalga info:eu-repo/classification/cti/2 info:eu-repo/classification/cti/24 info:eu-repo/classification/cti/2499 info:eu-repo/classification/cti/249999 |
| Sumario: | Las microalgas clorofíceas son capaces de producir hidrógeno (H2) vía biofotólisis, la cual debe ocurrir en un ambiente anaerobio debido a la sensibilidad al oxígeno (O2) de la enzima Fe-hidrogenasa encargada de producir H2. El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de las condiciones ambientales y remoción del O2 fotosintético sobre crecimiento y producción de hidrógeno en cultivos de microalgas. Se realizó: A) la bioprospección de 5 especies de clorofíceas: Chlamydomonas gloeopara, C. mexicana, C. reinhardtii, Chlorella vulgaris y Scenedesmus obliquus como posibles productoras de H2 utilizando el protocolo de privación de azufre bajo condiciones autotróficas y heterotróficas; B) se estudió el efecto de la irradiancia (100 y 400 µE/m2/s), temperatura (20, 25 y 30°C) y fuente de carbono (ácido acético y sacarosa) sobre el crecimiento y la producción de H2; y C) se estudió el efecto de agentes reductores (ácido ascórbico, cisteína, sulfito de sodio e hidroquinona) sobre la concentración de O2 fotosintético, crecimiento y producción de H2 en cultivos provistos de azufre. Los resultaron de la bioprospección mostraron que en general la mayor producción de H2 se obtuvo bajo condiciones heterotróficas por las especies: S. obliquus (74 mL H2/L) > C. mexicana (62 mL H2/L) > C. gloeopara > (30 mL H2/L) > C. reinhardtii (26 mL H2/L). De aquí que los ensayos consecutivos se realizaron con S. obliquus y C. gloeopara. Se encontró que la irradiancia, pero no la temperatura tuvo un efecto positivo sobre el crecimiento y la producción de H2 (p < 0.05). La mayor producción de H2 en C. gloeopara y S. obliquus se presentó en el tratamiento a 25 °C - 100 µE/m2/s con 73 mL de H2/L y 54 mL de H2/L, respectivamente. La fuente de carbono influyó sobre el crecimiento y la producción H2 (p<0.05). Sólo se logró producir H2 en los tratamientos con ácido acético, C. gloeopara con 48 mL/L y S. obliquus con 46 mL/L. Del ensayo con los agentes reductores, la cisteína fue el único compuesto que no inhibió el crecimiento de las clorofíceas, e incluso lo estimuló, y fue posible mantener niveles menores a 125 pmol y 3.73 pmol de O2 fotosintético durante 192 h para C. gloeopara y S. obliquus, respectivamente. La producción de H2 con cisteína fue 4 veces mayor que bajo el protocolo de privación azufre. Estos resultados demuestran por primera ocasión que la fotosíntesis oxigénica y la producción anaerobia de H2 fueron conciliadas por más de 40 h mediante la captura del O2 con cisteína. |
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