Repositorio
Institucional

Concha, Eric

Heipieper, Hermann J.

Wick, Lukas Y.

Ciudad, Gustavo A.

Navia, Rodrigo

Effects of limonene, n-decane and n-decanol on growth and membrane fatty acid composition of the microalga Botryococcus braunii

SPRINGEROPEN

AMB EXPRESS

en

Botryococcus braunii is a promising microalga for the production of biofuels and other chemicals because of its high content of internal lipids and external hydrocarbons. However, due to the very thick cell wall of B. braunii, traditional chemical/physical downstream processing very often is not as effective as expected and requires high amounts of energy. In this cases, the application of two-phase aqueous-organic solvent systems could be an alternative to cultivate microalgae allowing for a simultaneous extraction of the valuable compounds without significant negative effects on cell growth. Two-phase systems have been applied before, however, there are no studies so far on the mechanisms used by microalgae to survive in contact with solvents present as a second-phase. In this study, the effects of the solvents limonene, n-decane and n-decanol on growth of the microalga B. braunii as well as the adaptive cell response in terms of their phospholipid fatty acid contents were analized. A concentration-dependent negative effect of all three solvents on cell growth was observed. Effects were accompanied by changes of the membrane fatty acid composition of the alga as manifested by a decrease of the unsaturation . In addition, an association was found between the solvent hydrophobicity (given as log octanol-water partition coefficient () values) and their toxic effects, whereby n-decanol and n-decane emerged as the most and least toxic solvent respectively. Among the tested solvents, the latter promises to be the most suitable for a two-phase extraction system.

Botryococcus braunii es una microalga prometedora para la producción de biocombustibles y otros productos químicos gracias a su alto contenido de lípidos internos e hidrocarburos externos. Sin embargo, debido al grosor de su pared celular, el procesamiento químico-físico tradicional a menudo no es tan efectivo como se espera y requiere un alto consumo de energía. En estos casos, la aplicación de sistemas bifásicos de disolventes acuosos-orgánicos podría ser una alternativa para el cultivo de microalgas, permitiendo la extracción simultánea de compuestos valiosos sin efectos negativos significativos en el crecimiento celular. Si bien se han aplicado sistemas bifásicos, hasta la fecha no existen estudios sobre los mecanismos que utilizan las microalgas para sobrevivir en contacto con disolventes presentes en la segunda fase. En este estudio, se analizaron los efectos de los disolventes limoneno, n-decano y n-decanol en el crecimiento de la microalga B. braunii, así como la respuesta celular adaptativa en términos de su contenido de ácidos grasos fosfolipídicos. Se observó un efecto negativo dependiente de la concentración de los tres disolventes en el crecimiento celular. Los efectos se acompañaron de cambios en la composición de ácidos grasos de la membrana del alga, manifestados por una disminución de la insaturación. Además, se encontró una asociación entre la hidrofobicidad del disolvente (expresada como valores del logaritmo del coeficiente de partición octanol-agua []) y sus efectos tóxicos, siendo el n-decanol y el n-decano los disolventes más y menos tóxicos, respectivamente. Entre los disolventes analizados, este último promete ser el más adecuado para un sistema de extracción de dos fases.

Artículo original

Este estudio fue financiado por los premios CONICYT números 781211006, 24121442, 75120043, Anillo de Investigación en Ciencia y Tecnología GAMBIO Proyecto No. ACT172128, CONICYT y FONDECYT 1150707.Z

This study was funded by CONICYT award numbers 781211006, 24121442, 75120043, Anillo de Investigacion en Ciencia y Tecnologia GAMBIO Project No. ACT172128, CONICYT and FONDECYT 1150707.Z

10.1186/s13568-018-0718-9

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Botryococcus braunii

Two-phase system

Solvent tolerance

Fatty acid profile

Unsaturation index

Botryococcus braunii

Sistema bifásico

Tolerancia a los disolventes

Perfil de ácidos grasos

Índice de insaturación

Biotechnology & Applied Microbiology

Botryococcus braunii

Two-phase system

Solvent tolerance

Fatty acid profile

Unsaturation index

Botryococcus braunii

Sistema bifásico

Tolerancia a los disolventes

Perfil de ácidos grasos

Índice de insaturación

Biotecnología Ambiental

Bioproductos (Productos que se manufacturan usando biotecnología como materia prima), Biomateriales, Bioplásticos, Biocombustibles, Químicos Brutos y Finos, Bioderivados, Materiales nuevos Bioderivados

Microbiología

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acceso abierto

acceso abierto

WOS:000452568300001

Effects of limonene, n-decane and n-decanol on growth and membrane fatty acid composition of the microalga Botryococcus braunii

Artículo original

SPRINGEROPEN

AMB EXPRESS

Biotecnología y Microbiología Aplicada

2191-0855

en

ANID CONICYT 781211006

ANID CONICYT 24121442

ANID CONICYT 75120043

ANID ACT172128

ANID FONDECYT 1150707

This study was funded by CONICYT award numbers 781211006, 24121442, 75120043, Anillo de Investigacion en Ciencia y Tecnologia GAMBIO Project No. ACT172128, CONICYT and FONDECYT 1150707.Z

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S298

S314

CC BY 4.0

ANID CONICYT 781211006#ANID CONICYT 24121442#ANID CONICYT 75120043#ANID ACT172128#ANID FONDECYT 1150707