|
1
|
Pineda-Rodríguez YY, Herazo-Cárdenas DS, Vallejo-Isaza A, Pompelli MF, Jarma-Orozco A, Jaraba-Navas JDD, Cordero-Ocampo JD, González-Berrio M, Arrieta DV, Pico-González A, Ariza-González A, Aviña-Padilla K, Rodríguez-Páez LA. Optimal Laboratory Cultivation Conditions of Limnospira maxima for Large-Scale Production. BIOLOGY 2023; 12:1462. [PMID: 38132288 PMCID: PMC10740766 DOI: 10.3390/biology12121462] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/21/2023] [Revised: 11/04/2023] [Accepted: 11/18/2023] [Indexed: 12/23/2023]
Abstract
Cultivating Limnospira maxima, renowned for its abundant proteins and valuable pigments, faces substantial challenges rooted in the limited understanding of its optimal growth parameters, associated high costs, and constraints in the procurement of traditional nitrogen sources, particularly NaNO3. To overcome these challenges, we conducted a comprehensive 4 × 3 factorial design study. Factors considered included white, red, blue, and yellow light spectra, along with nitrogen sources NaNO3 and KNO3, as well as a nitrogen-free control, for large-scale implementation. Optimal growth, measured by Optical Density, occurred with white and yellow light combined with KNO3 as the nitrogen source. These conditions also increased dry weight and Chl-a content. Cultures with nitrogen deprivation exhibited high values for these variables, attributed to carbon accumulation in response to nitrogen scarcity. Phycocyanin, a crucial pigment for nutrition and industry, reached its highest levels in cultures exposed to white light and supplemented with KNO3, with an impressive content of 384.11 g kg-1 of dry weight. These results highlight the efficacy and cost-efficiency of using a combination of white light and KNO3 for large-scale L. maxima cultivation. This strategy offers promising opportunities to address global food security challenges and enhance the production of industrially relevant pigments.
Collapse
Affiliation(s)
- Yirlis Yadeth Pineda-Rodríguez
- Departamento de Ingeniería Agronómica y Desarrollo Rural, Maestría en Ciencias Agronómicas, Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad de Córdoba, Montería 230002, Colombia; (D.V.A.); (A.P.-G.); (A.A.-G.)
| | - Diana Sofia Herazo-Cárdenas
- Laboratorio de Sanidad Acuícola y Calidad de Agua, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad de Córdoba, Montería 230002, Colombia; (D.S.H.-C.); (A.V.-I.)
| | - Adriana Vallejo-Isaza
- Laboratorio de Sanidad Acuícola y Calidad de Agua, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad de Córdoba, Montería 230002, Colombia; (D.S.H.-C.); (A.V.-I.)
| | - Marcelo F. Pompelli
- Laboratorio de Biología Molecular Aplicada, Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad de Córdoba, Montería 230002, Colombia; (A.J.-O.); (J.d.D.J.-N.); (L.A.R.-P.)
| | - Alfredo Jarma-Orozco
- Laboratorio de Biología Molecular Aplicada, Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad de Córdoba, Montería 230002, Colombia; (A.J.-O.); (J.d.D.J.-N.); (L.A.R.-P.)
| | - Juan de Dios Jaraba-Navas
- Laboratorio de Biología Molecular Aplicada, Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad de Córdoba, Montería 230002, Colombia; (A.J.-O.); (J.d.D.J.-N.); (L.A.R.-P.)
| | - Jhony David Cordero-Ocampo
- Departamento de Ciencias Acuícolas, Programa de Acuicultura, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad de Córdoba, Montería 230002, Colombia; (J.D.C.-O.); (M.G.-B.)
| | - Marianella González-Berrio
- Departamento de Ciencias Acuícolas, Programa de Acuicultura, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad de Córdoba, Montería 230002, Colombia; (J.D.C.-O.); (M.G.-B.)
| | - Daniela Vegliante Arrieta
- Departamento de Ingeniería Agronómica y Desarrollo Rural, Maestría en Ciencias Agronómicas, Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad de Córdoba, Montería 230002, Colombia; (D.V.A.); (A.P.-G.); (A.A.-G.)
| | - Ana Pico-González
- Departamento de Ingeniería Agronómica y Desarrollo Rural, Maestría en Ciencias Agronómicas, Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad de Córdoba, Montería 230002, Colombia; (D.V.A.); (A.P.-G.); (A.A.-G.)
| | - Anthony Ariza-González
- Departamento de Ingeniería Agronómica y Desarrollo Rural, Maestría en Ciencias Agronómicas, Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad de Córdoba, Montería 230002, Colombia; (D.V.A.); (A.P.-G.); (A.A.-G.)
| | - Katia Aviña-Padilla
- Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del I.P.N. Unidad Irapuato, Irapuato 36821, Mexico;
| | - Luis Alfonso Rodríguez-Páez
- Laboratorio de Biología Molecular Aplicada, Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad de Córdoba, Montería 230002, Colombia; (A.J.-O.); (J.d.D.J.-N.); (L.A.R.-P.)
| |
Collapse
|