Mientras que biocombustibles como el etanol, biodiesel siguen presentando en la actualidad importantes desafíos relacionados con su eficiencia y producción, así como su competencia con cultivos alimentarios, las microalgas están ganando impulso como cultivo energético de biocombustibles. 

Las condiciones de iluminación son factores cruciales que afectan de forma significativa al crecimiento y a la biosíntesis de las microalgas. Investigadores de la Universidad de Yangzhou en China muestran cómo una combinación de iluminación LED monocromática roja y azul en un tipo de microalga puede mejorar su crecimiento y aumentar la biosíntesis de componentes críticos, cómo los lípidos. 

Los investigadores se centraron en la microalga Dunaliella salina (D. salina), típicamente extraída de los campos de sal marina y que se encuentra en lagos de sal. Fácilmente cultivada y conocida por su color rosa brillante debido a sus altos niveles de carotenoide, D. salina es ampliamente utilizada en alimentos y cosméticos.

Las microalgas tienden a acumular mayores cantidades de lípidos (ácidos grasos que componen aceites y ceras naturales) que otras materias primas de biomasa, lo que significa que un porcentaje mucho mayor de los organismos se pueden convertir en biocombustible utilizable. En el caso de D. salina, la falta de una pared celular podría hacer que la producción de biocombustibles de algas sea más fácil de perseguir.

Los LED son una fuente de luz monocromáticas sintonizable que se puede utilizar para optimizar el crecimiento de las plantas. Todas las partes del espectro visible se utilizan en la fotosíntesis, pero la luz también influye en el desarrollo de las plantas. Agregar más luz azul o roja, por ejemplo, afecta a diferentes plantas de diferentes maneras. Actualmente, se desconocen las condiciones óptimas de iluminación para el crecimiento de microalgas y el rendimiento de producción de lípidos.

En su estudio, publicado recientemente en “Journal of Renewables and Sustainable Energy”, los investigadores aplicaron iluminación roja, azul o combinada rojo-azul al cultivo de la microalga D. Salina. Encontraron que diferentes intensidades de luz azul (longitud de onda máxima, 455 nm), no mejoraron significativamente el crecimiento de microalgas, sino que aumentaron los niveles de lípidos, proteínas e hidratos de carbono. La luz roja, por otro lado, redujo el crecimiento de algas y la formación de lípidos, en comparación con la luz azul y blanca.

Sin embargo, cuando se aplicaron simultáneamente luces rojas y azules en varias proporciones, las microalgas mostraron un aumento importante en el crecimiento y la productividad lipídica. La relación óptima de 4 a 3 de luz roja y azul mejoró significativamente la productividad lipídica en más de un 35% y aumentó el rendimiento de biomasa seca en más de un 10% en comparación con el control de la luz blanca.

Los investigadores están planeando analizar la composición de los ácidos grasos sintetizados en las algas bajo la iluminación combinada favorable para aumentar la producción de lípidos.

“El rendimiento del biodiesel depende de la composición de los ácidos grasos, por lo que queremos determinar cómo las luces monocromáticas combinadas afectarían la calidad del biodiesel de microalgas”, dijo el autor Xiaojian Zhou.

Créditos de imagen: Xiaojian Zhou/Universidad de Yangzhou