Planta industrial para produção de Spirulina: variáveis físico-químicas, respostas biológicas e aplicação de normas de garantia da qualidade
Autor: Lívia da Silva Uebel (Currículo Lattes)
Resumo
As microalgas são organismos microscópios unicelulares que requerem, principalmente, água, dióxido de carbono e luz solar para o crescimento. O produto do cultivo desses micro-organismos pode ser utilizado na indústria alimentícia, farmacêutica e de cosméticos. O objetivo do trabalho foi estudar o comportamento das variáveis físico-químicas, respostas biológicas e aplicar normas de garantia da qualidade em planta industrial para produção da biomassa de Spirulina sp. LEB 18. O projeto foi desenvolvido na indústria Olson Nutrição, em Camaquã, Rio Grande do Sul, Brasil, onde foram aplicadas as Boas Práticas de Fabricação (BPF) e Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle (APPCC). O cultivo em meio Zarrouk foi desenvolvido em fotobiorreator tipo raceway, disposto em estufa sob condições não controladas. O acompanhamento foi realizado, diariamente, de fevereiro a dezembro de 2016 por meio da determinação de pH, temperaturas do ambiente e do meio de cultivo, luminosidade, concentração de biomassa e parâmetros cinéticos. As concentrações de carbono total, fosfato e nitrato no meio de cultivo foram avaliadas a cada 5 d. A biomassa foi caracterizada quanto ao teor de carboidratos, proteínas, umidade, cinzas, lipídios, ácidos graxos, ficocianina, aminoácidos e metais pesados. Além disso, foi realizada análise microbiológica do meio de cultivo e da biomassa. O pH do cultivo manteve-se entre 9,4 e 11,5. As temperaturas mínimas e máximas dentro da estufa foram 17,9 e 50,1 °C, respectivamente. As temperaturas mínimas e máximas do cultivo foram 15,1 e 40,0 °C, respectivamente. A luminosidade manteve-se entre 0,62 e 79,3 klux. A concentração de carbono total no meio de cultivo variou de 0,55 a 3,65 g/L, enquanto a de fosfato variou de 0,11 a 0,89 g/L e a de nitrato de 0,02 a 0,11 g/L. A velocidade específica máxima de crescimento (0,133 1/d), o tempo mínimo de geração (5,2 d) e a produtividade máxima (14,9 g/m².d) foram obtidos nos primeiros 9 d de crescimento da microalga. A concentração de biomassa máxima (1,64 g/L) foi obtida no mês de março, em 37 d de cultivo. Os maiores teores obtidos de carboidratos, proteínas e lipídios na biomassa foram 10,6; 57,0 e 11,7 %, respectivamente. Os menores teores de umidade e cinzas obtidos na biomassa foram 4,4 e 10,7 %, respectivamente. Quanto aos ácidos graxos presentes na biomassa, houve predominância do palmitoleico, seguido pelo esteárico, oleico e palmítico. O maior teor do pigmento ficocianina detectado na biomassa foi 25,1 mg/g. Os aminoácidos essenciais leucina, treonina, isoleucina e metionina encontrados na biomassa apresentaram quantidades maiores que às necessárias para a dieta de um adulto de acordo com padrão Food and Agriculture Organization. A determinação de arsênio, chumbo e cádmio na biomassa apresentou concentrações menores que os limites máximos estabelecidos pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária. A análise microbiológica do meio de cultivo e da biomassa forneceu valores de baixa contaminação. O acompanhamento na planta industrial demonstrou que o cultivo sob condições não controladas produz biomassa de Spirulina sp. LEB 18 de alta qualidade para aplicação na saúde e no desenvolvimento humano, seguindo normas de BPF e a APPCC.