Biotecnologia e biomassa para o século XXI : estudo de meios de cultivo para a produção de biomassa de microalgas

Abstract

A biotecnologia e a produção biomassa são temas contemporâneos de grande relevância mundial. Neste contexto, destacam-se as microalgas como fontes promissoras para a produção de alimentos, bioprodutos e energia no século XXI. No entanto, existem diferentes desafios a serem superados para tornar a produção indústrial de microalgas economicamente viável, dentre eles o custo do meio de cultivo. Esta tese tem como objetivo apresentar duas estratégias para a produção de biomassa de microalgas verdes (Chlorophyta) utilizando meios de cultivo de baixo custo. A primeira estratégia consiste na formulação de meio quimicamente definido que combina as fontes de nitrogênio (ureia, amônia e nitrato) com o uso de fertilizantes como uma abordagem de baixo custo para o cultivo de Chlorella sorokiniana. O meio proposto denominado "Blue Green Nitrogen Mix" (BGNIM), foi capaz de suportar o crescimento de C. sorokiniana em níveis semelhantes ao meio sintético padrão BG11, apresentando produtividades entre 47 e 50 mgDW • L-1 • d-1 . Adicionalmente, o uso combinado de três fontes de nitrogênio levou a alterações na composição da biomassa. A concentração de proteínas aumentou 7%, de carotenóides 41%, de açúcares solúveis 12%, alanina 370%, serina 350%, valina 180%, mio-inositol 190%, ácido glicerico 230% e ácido glutâmico 220%, quando comparado ao meio padrão BG11. Além disso, uma grande mudança de pH foi detectada durante a fase inicial de crescimento em culturas de BGNIM, abrindo oportunidades para o controle de predadores sensíveis ao pH durante a produção em larga escala. É importante ressaltar que a formulação BGNIM proporcionou uma redução de custo de aproximadamente 95% em comparação com o meio padrão BG11. A segunda estratégia foi a utilização de efluente da indústria de óleo de palma (POME) como meio de cultivo algal quimicamente indefinido. Neste trabalho, a linhagem autóctone de microalga Pseudokirchneriella sp. O LBA # 52. Esta foi selecionada dentre 18 linhagens testadas para crescimento em POME. A produtividade da biomassa alcançou 272,13 mgDW • L-1 • d-1 durante o cultivo, usando fotobiorreatores Flat Plate airlift de 15 L. Os carboidratos constituíram a maior fração da biomassa das algas, atingindo até 39,73%, enquanto a fração lipídica variou de 8,39% a 11,03% quando o POME é utilizado como meio de cultura. Além disso, o crescimento de algas promoveu reduções de 61,21% do nitrogênio total (TN), 99,99% de amônio e 99,07% de fosfato presentes no POME. Este estudo destaca o potencial do uso de microalgas no tratamento de águas residuais e na produção de biomassa de alto valor agregado, integrada à indústria de óleo de palma.