Aggregation behavior and rheology of culture broths of Rhodosorus marinus

 

A. Básaca–Loyaª , M.G. Burboaª^,c, M.A. Valdez *^,ª,b, R. Gámez^ª,b, F.M. Goycoolea^d, L.E. Gutiérrez–Millánª^,c

 

ª Departamento de Investigación en Polímeros y Materiales, e–mail: adrianabasaca@correoa.uson.mx, rogelio@correo.fisica.uson.mx

^b Departamento de Física, e–mail: mvaldez@correo.fisica.uson.mx

^c Departamento de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (DICTUS), Universidad de Sonora, Blvd. Luis Encinas y Rosales, Col. Centro, 83000, Hermosillo, Sonora, México. e–mail: mburboa@correom.uson.mx, legtz@guaymas.uson.mx

^d Laboratorio de Biopolímeros. CIAD, AC. Carretera a La Victoria Km 0.6, 83000, Hermosillo, Sonora, México e–mail: fmgoycoolea@yahoo.com

 

*. Corresponding author:
Departamento de Física, Universidad de Sonora,
Blvd. Luis Encinas y Rosales, Col. Centro,
C.P. 83000, Hermosillo, Sonora, México,
Tel.: +662 2592108; fax: +662 2592109,
e–mail: Valdez@fisica.uson.mx

 

Recibido el 14 de noviembre de 2007
Aceptado el 28 de marzo de 2008

 

Abstract

We report the growth and rheological behavior of culture broths of the red microalga Rhodosorus marinus, important as a source of phyco–biliproteins. The growing process of the culture broth was controlled with and without a carbon dioxide aeration process. By dynamic light scattering measurements, we investigate the cell–exopolysaccharide (EPS) aggregation at different times of the culture broth and simultaneously, the hydrodynamic radius of the EPS in the supernatant was measured. The results indicate that the cell–EPS aggregation achieves a maximum at the stabilization stage of the culture time and at the end of the growing process, most of the cells remain disaggregated. Measurements of apparent viscosity on both, culture medium and supernatant during the growing process showed a viscoelastic behavior and give a reasonable indication of the cell and EPS maximum growth. The dry cell biomass and EPS production of Rhodosorus marinus resulted independent of the carbon dioxide aeration and were 5.7 g/l and 4.1 g/l, respectively. These are important results, compared with the ones obtained with similar microalgae.

Keywords: Microalgae; Rhodosorus marinus; viscosity; light scattering; exopolysachharides.

 

Resumen

En este trabajo reportamos el crecimiento y el comportamiento reológico de cultivos de la microalga roja Rhodosorus marinus, la cual es una fuente importante de ficobiliproteínas. El proceso de aeración de los cultivos fue controlado en presencia y en ausencia de dióxido de carbono. Por medio de dispersión dinámica de luz investigamos la agregación de células con exopolisacáridos (EPS) producidos por las microalgas a diferentes tiempos del crecimiento de los cultivos. Simultaneamente, determinamos el radio hidrodinámico de los EPS en el sobrenadante de los cultivos. Los resultados indican que la agregación células–EPS logra un máximo en la etapa de estabilización de los cultivos y al final del proceso de crecimiento la mayoría de las células permanecen desagregadas, como consecuencia de reacciones de degradación celular o/y desagregación de EPS. Mediciones de viscosidad de los cultivos de microalgas y los correspondientes sobrendanates durante el proceso de crecimiento, mostraron un comportamiento viscoelástico y dan una indicación razonable del máximo crecimiento de las células y el EPS. Los resultados de la biomasa seca de Rhodosorus marinus y la producción de EPS resultaron ser independientes del método de aeración y fueron 5.7 g/l y 4.1 g/l, respectivamente.

Descriptores: Microalgas; Rhodosorus marinus; viscosidad dispersión de luz; exopolisacáridio.

 

PACS: 36.20.Cw; 47.54.Fj; 83.85.Cg; 87.19.rh

 

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Acknowledgments

This work was supported by the Consejo nacional de Ciencia y Tecnología CONACyT (México) under grant Sep–2004–C01–46749. A scholarship from CONACyT to A. Básaca –Loya is gratefully acknowledged.

 

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