Modelling of photosynthesis, respiration and nutrients yield coefficients in Scenedemus almeriensis culture as a function of nitrogen and phosphorus.

Gómez serrano, Cintia; Acién Fernández, Francisco Gabriel; Fernández Sevilla, José María; Molina Grima, Emilio; Sánchez Zurano, Ana

Publication:
Modelling of photosynthesis, respiration and nutrients yield coefficients in Scenedemus almeriensis culture as a function of nitrogen and phosphorus.

dc.contributor.author	Gómez serrano, Cintia
dc.contributor.author	Acién Fernández, Francisco Gabriel
dc.contributor.author	Fernández Sevilla, José María
dc.contributor.author	Molina Grima, Emilio
dc.contributor.author	Sánchez Zurano, Ana
dc.contributor.department	Ingeniería Química
dc.date.accessioned	2025-01-23T11:05:12Z
dc.date.available	2025-01-23T11:05:12Z
dc.date.issued	2021-09-14
dc.description	© 2022, The Author(s). This manuscript version is made available under the CC-BY-NC-ND 4.0 license http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/. This document is the Submitted version of a Published Work that appeared in final form in Applied Microbiology and Biotechnology. To access the final edited and published work see https://doi.org/10.1007/s00253-021-11484-8
dc.description.abstract	Se aplicaron técnicas foto-respirométricas para evaluar la actividad fotosintética en organismos fototróficos. Estos métodos permiten analizar la respuesta fotosintética bajo diferentes condiciones. En este trabajo, se estudió la influencia de la disponibilidad de nutrientes (nitrato, amonio y fosfato) en la fotosíntesis y la respiración de Scenedesmus almeriensis mediante mediciones foto-respirométricas cortas. Tanto la fotosíntesis como la respiración aumentaron hasta un valor de saturación y posteriormente disminuyeron, mostrando inhibición a concentraciones altas. En cuanto a la influencia de la concentración de fósforo en las células de microalgas, se observó una tendencia hiperbólica similar, aunque no se detectó inhibición a concentraciones elevadas. A partir de estos datos experimentales, las tasas de respiración y fotosíntesis de S. almeriensis se modelaron utilizando la ecuación de Haldane para los datos de nitrato y amonio, y la ecuación de Monod para los datos de fosfato. Además, se realizaron experimentos para determinar los coeficientes de rendimiento de nitrógeno y fósforo en los cultivos de S. almeriensis. Los resultados mostraron que estos coeficientes no son constantes y se modifican según la concentración de nutrientes, evidenciando el fenómeno de absorción de lujo. Finalmente, los modelos propuestos se incorporaron en una herramienta de simulación para evaluar la actividad fotosintética y los coeficientes de rendimiento de nutrientes de S. almeriensis cuando se utilizan diferentes medios de cultivo y aguas residuales como fuente de nitrógeno y fósforo para su crecimiento.	es
dc.description.abstract	Photo-respirometric tecniques are applied for evaluating photosynthetic activity in phototrophic organisms. These methods allow to evaluate photosynthetic response under different conditions. In this work, the influence of nutrient availability (nitrate, ammonium, and phosphate) on the photosynthesis and respiration of Scenedesmus almeriensis was studied using short photo-respirometric measurements. Both photosynthesis and respiration increasing until saturation value and consecutively diminishing, presenting inhibition by high concentrations. Regarding the influence of phosphorus concentration in microalgae cells, a similar hyperbolic trend was observed but no inhibition was observed at high concentration. Based on these experimental data, the respiration, and the photosynthesis rate of S. almeriensis were modelled using Haldane equation for nitrate and ammonium data, and Monod equation for phosphate data. In addition, experiments were performed to determine the yield coefficients for both nitrogen and phosphorus in S. almeriensis cultures. The data showed that the nitrogen and phosphorous coefficient yields are not constant, being modified as a function of nutrients concentration, presenting the luxury uptake phenomena. Finally, the proposed models were incorporated into a simulation tool to evaluate the photosynthetic activity and the nutrient yield coefficients of S. almeriensis when different culture media and wastewaters are used as a nitrogen and phosphorous source for its growth.
dc.format	application/pdf	es
dc.format.extent	34	es
dc.identifier.citation	Applied Microbiology and Biotechnology. 105, pp.7487-7503
dc.identifier.doi	https://doi.org/10.1007/s00253-021-11484-8
dc.identifier.issn	Print: 0175-7598
dc.identifier.issn	Electronic: 1432-0614
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/10201/149141
dc.language	eng	es
dc.relation	Programa de Investigación e Innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea, proyecto SABANA (727874).Ministerio de Economía y Competitividad, Gobierno de España, proyecto PURASOL (CTQ2017-84006-C3-3-R).Ministerio de Educación, España, Programa Nacional FPU (n.º FPU16/05996)	es
dc.relation.publisherversion	https://link.springer.com/article/10.1007/s00253-021-11484-8	es
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess	es
dc.subject	Algas	es
dc.subject	Nitrógeno	es
dc.subject	Fósforo	es
dc.subject	Microalgae
dc.subject	Photosynthesis
dc.subject	Respiration
dc.subject	Nitrogen
dc.subject	Phosphorus
dc.subject	Modelling
dc.title	Modelling of photosynthesis, respiration and nutrients yield coefficients in Scenedemus almeriensis culture as a function of nitrogen and phosphorus.	es
dc.type	info:eu-repo/semantics/article	es
dspace.entity.type	Publication	es
relation.isAuthorOfPublication	10444e61-0bff-4e24-8cf8-451d0c5921cf
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