Obtenção simultânea de ficobiliproteínas e anidrase carbônica, e extração seletiva de C-ficocianina
Autor: Luisa Sala (Currículo Lattes)
Resumo
Spirulina pode sintetizar uma gama de biocompostos, destacando-se os pigmentos C-ficocianina (C-FC) e aloficocianina (AFC), e a enzima anidrase carbônica (AC). A C-FC é utilizada como corante azul em alimentos e cosméticos, dependendo do seu grau de pureza; enquanto que a AFC é utilizada como biomarcador. A AC catalisa a reação reversível de hidratação do dióxido de carbono (CO2) em íons bicarbonato, podendo ser utilizada em processos de captura enzimática de CO2. Estes bioprodutos são intracelulares, portanto um fator importante a ser considerado é a etapa de extração. O objetivo do presente estudo foi obter simultaneamente C-FC, AFC, e AC, e extrair C-FC com grau de pureza alimentar a partir da biomassa úmida de Spirulina platensis LEB-52. A presente tese foi dividida em quatro artigos. No primeiro artigo foram definidas as condições de extração assistida por ultrassom de C-FC, AFC, e AC (hidratase e esterase) a partir da biomassa úmida, além de aplicar a AC na captura enzimática do CO2. Com concentração celular de 0,2 g·L-1 foram necessários 12 min de ultrassom (sonda) para obter simultaneamente C-FC, AFC e AC expressa em termos de esterase. E para determinar a atividade de AC expressa em termos de hidratase, a concentração celular foi de 23 g·L-1 e tempo de ultrassom de 8 min. O extrato enzimático bruto de AC mostrou potencial para acelerar a reação de hidratação na captura enzimática do CO2 e posterior precipitação na forma de carbonato de cálcio. No segundo artigo, a produção simultânea de C-FC, AFC e AC, bem como a correlação entre a atividade de AC expressa em termos de esterase e hidratase, foram avaliadas durante o cultivo da microalga S. platensis LEB-52. A máxima concentração intracelular de C-ficocianina (137,4 mg·g-1) foi obtida em 21 d, e de aloficocianina (100,4 mg·g-1) foi obtida em 20 d de cultivo. A maior concentração intracelular de anidrase carbônica expressa em termos de esterase (46,3 U·g-1) foi obtida no 6° d de cultivo. Estes biocompostos podem ser obtidos simultaneamente em 21 d de cultivo. Uma correlação entre a atividade de esterase e hidratase da AC ao longo do cultivo de S. platensis LEB-52 foi observada. No terceiro artigo, foi proposto um método inovador de ruptura celular e extração de C-FC com grau de pureza alimentar a partir da biomassa úmida. Diferentes composições do agente de ruptura celular (líquido iônico acetato de trietilamônio (LI) e ácido etilenodiamino tetra-acético disódico (EDTA)) e agente extrator (tampão tris-SO4 e fosfato de sódio) foram testados. Quando as células foram tratadas com EDTA (3,75 mg·mL-1), após 24 h, obteve-se C-FC com pureza de 1,0 e rendimento de extração de 153,0 mg·g-1. No quarto artigo, foi maximizado o processo de ruptura celular e extração de C-FC com grau de pureza alimentar, analisando a influência de seis variáveis do processo (concentração de EDTA, concentração de biomassa no agente de ruptura celular, concentração de biomassa no agente extrator, tempo de contato com o agente de ruptura celular, agitação e temperatura do processo de extração) através de um delineamento fatorial fracionado 26-2. Na melhor condição, foi possível obter C-FC com pureza de 1,0, rendimento de extração de 129,0 mg·g-1 e concentração de 0,065 mg·mL-1, podendo ser utilizada como corante em alimentos sem processos de purificação. Por fim, foi aplicado a ultrafiltração, a C-FC foi concentrada cerca de 8,8 vezes, apresentou grau de pureza de 1,6 e recuperação de 93,4%, com uma simples etapa de ultrafiltração foi possível obter C-FC com pureza para ser utilizada como corante em cosméticos.