Cultivos autotrófico e mixotrófico de Spirulina platensis em diferentes escalas e condições ambientais no extremo sul do Brasil
Autor: Michele da Rosa Andrade Zimmermann de Souza (Currículo Lattes)
Resumo
A microalga Spirulina é utilizada como suplemento alimentar humano com potencial para o combate à desnutrição. Além de utilizar a fotossíntese, a microalga assimila carbono orgânico em cultivos mixotróficos, podendo apresentar melhores parâmetros de crescimento. Em grande escala a Spirulina é cultivada em fotobiorreatores abertos, onde os níveis naturais de temperatura e iluminância, bem como as flutuações nestes níveis podem conduzir a parâmetros de crescimento inferiores aos obtidos em condições ambientais controladas. Assim, é motivada a busca de alternativas que resultem em incremento nos parâmetros de crescimento com redução nos custos de produção da microalga. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi determinar a influência de fatores ambientais e nutricionais, do tipo de fotobiorreator e da concentração celular inicial no crescimento de Spirulina platensis. Foram avaliados os efeitos da concentração de substratos inorgânico (10 ou 20% v/v de meio Zarrouk) e orgânico (glicose ou melaço), da concentração celular inicial (0,15 ou 0,40 g.L-1), do fotobiorreator (aberto ou fechado), da escala em fotobiorreatores abertos (6L ou 650L), da forma dos fotobiorreatores na maior escala (quadrado ou raceway) e das condições ambientais (30°C e ciclos de 12h a 2500 Lux e 12h escuro; ou em condições não controladas), bem como os efeitos de interação entre estes fatores sobre a concentração celular (Xmáx), produtividade (Pmáx) e velocidade específica de crescimento (µmáx) máximas da microalga Spirulina platensis. As máximas concentrações e produtividades foram obtidas em cultivos mixotróficos, sendo alcançados, respectivamente, 2,94 g.L-1 e 0,56 g.L-1.dia-1 em 0,75 g.L-1 de melaço sob condições controladas, e 2,17 g.L-1 e 0,62 g.L-1.dia-1 em 0,50 g.L-1 de glicose sob condições não controladas. A velocidade específica máxima de crescimento foi desfavoravelmente influenciada pela presença de substratos orgânicos e incrementada em condições ambientais não controladas, alcançando 0,322 dia-1. O cultivo sob condições não controladas apresentou melhores parâmetros de crescimento quando inoculado com 0,40 g.L-1 e meio Zarrouk 20%, enquanto para cultivo sob condições controladas a melhor concentração inicial foi 0,15 g.L-1 e a concentração de meio Zarrouk 10% (v/v) pode ser utilizada, uma vez que o aumento para 20% (v/v) não incrementou os resultados nestas condições. Em fotobiorreatores abertos o crescimento celular foi mantido por mais tempo que em fechados, independente das condições ambientais. Cultivos sob condições ambientais não controladas estiveram expostos a temperaturas entre 8,8 e 46°C, apresentando parâmetros de crescimento semelhantes, sendo alguns superiores, aos obtidos em cultivos sob temperatura, iluminância e fotoperíodo controlados. Cultivos autotróficos foram mais resistentes às baixas temperaturas, enquanto mixotróficos foram mais produtivos em maiores temperaturas. O melaço demonstrou potencial para o cultivo mixotrófico da microalga. O cultivo de Spirulina platensis mostrou viabilidade técnica para ser explorado nas condições climáticas do Sul do Brasil e pode ser alternado nos modos autotrófico e mixotrófico a fim de garantir a produção ininterrupta da microalga durante o ano.