Efecto de la concentración de nitrógeno sobre el crecimiento y la síntesis de productos bioactivos de algas púrpuras en condiciones de luz verde
Porphyridium cruentum es un alga roja unicelular relativamente primitiva perteneciente a la familia Porphyridiaceae y al género Porphyridium. Es la única microalga unicelular del filo Macroalgae. Las algas púrpuras pueden sintetizar sustancias bioactivas como ficobiliproteínas, ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) y polisacáridos extracelulares de éster de sulfato. Ismail et al. utilizaron ficobiliproteínas para producir nanopartículas de plata, y los resultados experimentales mostraron que las partículas presentaban actividades antibacterianas, antioxidantes y antivirales más potentes que las ficobiliproteínas originales. En cuanto a los PUFAs, un gran número de estudios clínicos han confirmado que el consumo de PUFAs puede promover el desarrollo de células y tejidos nerviosos, reducir la incidencia de tumores, enfermedades cardiovasculares y otras enfermedades crónicas. El polisacárido de sulfato de alga púrpura tiene diversas funciones biológicas, como antiviral, antirradiación, antioxidante y anticancerígena. Por lo tanto, el desarrollo de sustancias bioactivas a partir de algas púrpuras es de gran importancia para el desarrollo de industrias como la biomedicina, la cosmética y la alimentación saludable en China.
Estudios anteriores han demostrado que, en comparación con otras fuentes de luz como las lámparas incandescentes y las lámparas de halogenuros metálicos, las lámparas de diodos emisores de luz (LED) tienen una vida útil más larga (unas 50000 horas) y un proceso de producción más respetuoso con el medio ambiente. Se han utilizado ampliamente para cultivar microalgas. Nuestro grupo de investigación ha descubierto recientemente que Porphyrium cruentum (FJ-12) crece mejor con luz LED verde que con luz LED azul, roja y blanca. Por lo tanto, la fuente de luz utilizada para el cultivo de algas púrpura en este estudio fue la luz LED verde.
Hay estudios que indican que existe una correlación significativa entre las características de crecimiento de las células de algas púrpuras y la producción de sus sustancias activas, así como la concentración de fuentes de nitrógeno. Guih é neuf et al. descubrieron que, en comparación con las condiciones de deficiencia de nitrógeno, las algas púrpuras pueden promover la síntesis de ficoeritrina o ficobiliproteína en condiciones ricas en nitrógeno (1g/L); sin embargo, en condiciones de deficiencia de nitrógeno, las algas púrpuras son beneficiosas para la síntesis de PUFAs y la secreción de polisacáridos extracelulares. Estudios anteriores también han arrojado resultados similares. Estos estudios sugieren que la concentración de nitrógeno regula el equilibrio del metabolismo de proteínas, aceites y carbohidratos en los orgánulos celulares de las microalgas, afectando a la dirección de las sustancias almacenadas en las microalgas. Como han demostrado investigaciones anteriores, la regulación del nitrógeno sólo puede regular la síntesis de ficocianina o PUFAs y polisacáridos extracelulares por Porphyromonas reinhardtii. Por lo tanto, es muy necesario regular las condiciones del proceso de cultivo de Porphyromonas reinhardtii, para que su metabolismo en el organismo se encuentre en el estado de equilibrio óptimo, y lograr así la síntesis sinérgica de ficocianina, PUFAs y polisacáridos extracelulares.
Los estudios han demostrado que, en condiciones desfavorables de calidad de la luz, aumenta el nivel de especies reactivas del oxígeno (ROS) en las microalgas, lo que acelera la oxidación o degradación de la ficoeritrina o la ficobiliproteína, reduce la absorción de fotones de luz y afecta a la eficacia de la captación de luz y a la fotosíntesis. Nuestra investigación preliminar descubrió que la luz verde LED es la calidad de luz más adecuada para cultivar Porphyridium cruentum (FJ-12). Por lo tanto, es necesario estudiar los efectos de diferentes concentraciones de fuentes de nitrógeno sobre el crecimiento y la síntesis de sustancias activas en algas púrpuras en condiciones de luz verde LED. Búsqueda del proceso de cultivo más adecuado para la síntesis sinérgica de ficocianina, PUFAs y polisacáridos extracelulares a partir de Porphyromonas aeruginosa. En la actualidad, aún no se han realizado investigaciones en este ámbito. Basándonos en las investigaciones realizadas por nuestro grupo de investigación, seleccionamos Porphyridium cruentum (FJ-12) como especie de alga. Bajo condiciones de luz verde LED, se evaluaron sistemáticamente los efectos de diferentes concentraciones de fuentes de nitrógeno sobre el crecimiento de las células de Porphyridium cruentum y la síntesis de ficobiliproteínas, PUFAs y polisacáridos sulfatados extracelulares para resolver el cuello de botella técnico de la síntesis sinérgica de sustancias bioactivas por Porphyridium cruentum y proporcionar una base práctica para el cultivo industrial de la síntesis sinérgica de sustancias bioactivas por Porphyridium cruentum.

Bajo condiciones de luz verde LED, se investigaron los efectos de diferentes concentraciones de nitrógeno (0, 0,5, 1 y 1,5 g/L) sobre el crecimiento y la síntesis de productos activos en células de algas púrpura. Los resultados experimentales mostraron que la biomasa máxima de las células de algas púrpura (3,09 g/L) se podía obtener con una concentración de nitrógeno de 1 g/L; con concentraciones de nitrógeno de 1 g/L y 1,5 g/L, las células de algas púrpura pueden alcanzar mayores concentraciones y rendimientos de APC, B-PE, R-PC, polisacáridos extracelulares, ARA y EPA. Además, a diferencia de otros estudios anteriores, este estudio no mostró una tendencia decreciente en la síntesis de estas sustancias activas por Porphyromonas sp. en condiciones de alta concentración de nitrógeno bajo luz verde LED. Se puede lograr la síntesis sinérgica de ficobiliproteínas, polisacáridos sulfatados extracelulares y PUFAs por Porphyromonas sp., proporcionando una base práctica para el desarrollo de sustancias bioactivas en la acuicultura a gran escala de Porphyromonas sp.