DETERMINACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS EN UNA NUEVA ESPECIE DE ALGA DEL GÉNERO NOSTOC

Trabajo recibido el 9 de junio de 1976 y aceptado para su publicación el 15 de octubre de 1976.

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

Las diferencias en la distribución de ácidos grasos entre las distintas especies de algas indica tanto variaciones taxonómicas (Korn, 1964), como variaciones de los niveles de nitrógeno; de ahí que sean dependientes de las condiciones del medio ambiente (Miller, 1962), como de las condiciones experimentales de crecimiento a las que son sometidas cuando se trata de cultivos puros (Holton et al., 1964 y Van Baalen, 1967). Una de las divisiones menos estudiadas son las cianofíceas y algunos datos sobre la composición de ácidos grasos en, ellas han sido, reportados por diferentes investigadores Erwinet al. (1969), Holton et al. (1964 y 1968), Levin et al.(1964), Nichols et al. (1968), Oró et al. (1967), Parker (1965 y 1967), Watanabe (1960) y Watanabe et al. (1968).

En este estudio se da a conocer la composición de los ácidos grasos presentes en Nostoc sp., una nueva especie aún no identificada del género Nostoc que se desarrolla sobre las raíces coraloides de una cicadácea del género Macrozamia que crece en las costas de Texas en el Golfo de México (Hoare et al., 1971).

Esta cianofícea presenta características que la diferencian tanto taxonómicamente como también por la composición en ácidos grasos, con respecto a otras especies del género Nostoc ya conocidas. Como aún no se ha definido taxonómicamente la nueva especie, se presenta en este trabajo como Nostoc sp (Hoare et al., 1971).

El alga fue aislada de las raíces de la cicadácea coraloide del género Macrozamia y desarrollada en un medio de cultivo Cg-10 en glucosa al 0.5% (Van Baalen, 1967), ventilado con corriente continua de aire mezclado con CO₂ al 1% durante 24 hrs., en la obscuridad, a 39°C.

La muestra fue decantada para desechar el medio de cultivo y tratada con metanol durante 30 minutos sometida a agitación y vibración ultrasónica. El metanol fue recuperado por filtración y la muestra secada a 50°C y pesada.

Al extracto de metanol se agregó cloroformo y agua; se separó la fase de cloroformo y se lavó con HCL 0.1 N para remover sales inorgánicas, posteriormente se evaporó bajo una corriente de aire seco. Después se saponificó con hidróxido de potasio en metanol y las impurezas fueron removidas por extracción de la solución alcalina con hexano, esta solución fue luego acidificada y los ácidos grasos extraídos con hexano.

Los ésteres metílicos fueron preparados con BF₃ en metanol al 10% y extraídos nuevamente con hexano.

La identificación y determinación de la concentración relativa de los ácidos grasos como ésteres metílicos se llevó a cabo por cromatografía de gases, con un cromatógrafo Hewlett Packard modelo 5710 A con detector de llama ionizada usando hidrógeno y aire, se utilizaron columnas de aluminio de 1.5 m de largo y 3.2 mm de diámetro. El material de las columnas fue FFAP al 5% (Varian Aerograph) sobre Gas Chrom Q de malla 60/80 (Applied Science Laboratories, Inc.) . Se utilizó como gas transportador helio con un flujo de 25 ml/min. La temperatura fue programada de 100 a 280°C con incrementos de 4°C por minuto.

El trabajo se llevó a cabo en el Instituto de Ciencias Marinas de Port Aransas, Texas.

Con respecto a la composición de los ácidos grasos determinados en otras cianofíceas nostocales, la especie que se ha estudiado presenta ciertas variaciones cuali y cuantitativas.

Un total de seis ácidos grasos fueron identificados: mirístico, palmítico, palmitoléico, esteárico, oléico y linoléico.

En la tabla 1 se presenta una comparación de los ácidos grasos de Nostoc sp. y algunos miembros de la familia Nostocaceae.

El ácido palmítico 16:0 resultó ser el más abundante, correspondiendo a un 45.9% del total de ácidos grasos, el ácido mirístico, 14:0 se encontró en menor porcentaje y dentro de los ácidos grasos no saturados, el ácido linoléico, 18:2 fue el que se encontró en mayor proporción, lo cual es comparable con los datos de otras especies de Nostoc.

El cromatograma de los ésteres metílicos de los estandards y el de los ésteres metílicos aislados de Nostoc sp.se muestra en las figuras 1 y 2. En la figura 3, se muestra a los ésteres metílicos separados en dos grupos, los de cadena simple o saturados con 14, 16 y 18 átomos de carbono y los no saturados con 16 y 18 átomos de carbono pero con 1 y 2 dobles enlaces en su cadena.

El ácido linolénico 18:3 no fue detectado en Nostoc sp., sin embargo para otras especies se ha reportado en alta proporción (Watanabe et al., 1968), esto es debido principalmente á las condiciones de cultivo, de Nostoc sp. En experimentos hechos con Chlorogloea fritschii (Holton et al., 1968), se ha demostrado que cuando se somete a diferentes condiciones de crecimiento, ya sea luz u obscuridad, se presenta una variación cualitativa importante en la composición de ácidos grasos; de tal forma que en condiciones de obscuridad hay casi una completa ausencia del ácido linolénico.

Fig. 1. Cromatograma de los ésteres metálicos de los estándar.

Fig. 2. Cromatograma de los ésteres metálicos aislados de Nostoc sp.

Fig. 3. Cromatograma de los ésteres metálicos separados en dos grupos.

Los efectos del medio ambiente, las condiciones de crecimiento y los diferentes requerimientos físico-químicos de las algas influyen en su contenido de ácidos grasos. También la variedad entre ellos puede ser significativa taxonómicamente, sin embargo, es clara la dependencia del vegetal a los factores externos a que se encuentra sometido (Lewin, 1962). Por otro lado, ya ha sido demostrado que cuando los organismos crecen en condiciones de completa obscuridad, desarrollándose heterotróficamente, como es el caso de Chlorogloea fritschii, hay una casi completa ausencia del ácido graso 18:3, lo que sugiere una relación directa entre éste y la actividad fotosintética (Holton et al., 1968); en cambio en condiciones de luz continua, se ha detectado el ácido linolénico el cual se incluye química o físicamente como un requerimiento necesario en la producción de oxígeno durante la fotosíntesis (Holton et al., 1964 y 1968; Watanabe et al., 1968). Por lo tanto puede deducirse que la variedad en la composición de ácidos grasos entre las diferentes especies de Nostoc estudiadas y entre las cianofíceas en general debe atribuirse en parte a las condiciones experimentales de crecimiento y a las condiciones del medio ambiente.

También, la presencia de ácidos grasos característicos en ciertos grupos, así como su relación directa con la habilidad bioquímica de sintetizarlos, puede tener algún significado evolutivo en las algas azul-verdes. Por ejemplo, el ácido linolénico no se presenta en bacterias, pero si en algas cianofíceas, a pesar de que morfológicamente se relacionan a las bacterias; sin embargo, en las algas cianofíceas existe ya un aparato fotosintético simple. Esto sugiere que durante los procesos evolutivos, este carácter bioquímico fue transferido en asociación con la maquinaria fotosintética que incluye la producción de oxígeno (Erwin et al., 1964; Holton et al., 1964 y 1968; Kenyon et al., 1960). Por lo tanto, es importante hacer estudios posteriores acerca de estas especulaciones para determinar con claridad el significado entre la diversidad de los patrones de ácidos grasos presentes en las algas cianofíceas.

TABLA 1 COMPOSICIÓN DE ÁCIDOS GRASOSOS EN CIANOFICEAS (%), FAMILIA NOSTOCEAE

A Patrick L. Parker, ex Director del Instituto de Ciencias Marinas de Port Arkansas, Texas, por las facilidades prestadas para el uso de instrumentos y equipo en el laboratorio de química, así como por su dirección en la realización de este trabajo. A Chase Van Baalen, del Departamento de Botánica del mismo Instituto, quien donó la muestra de Nostoc para el análisis de ácidos grasos. A Ken Winters, por su ayuda en el manejo del equipo empleado. A Robert Eklund y Paul Carangelo por su colaboración. A Enrique F. Mandelli, por sus valiosos consejos para la elaboración del presente trabajo. Finalmente al Comité Editorial de las Publicaciones del Centro de Ciencias del Mar y Limnología de la UNAM la gentileza de aceptar esta contribución.

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