Condições de cultivo mixotrófico de Chaetoceros calcitrans em meio contendo glicerol residual e ruptura celular para a extração de lipídios
Autor: Daniela Almeida Nogueira (Currículo Lattes)
Resumo
A microalga Chaetoceros calcitrans, pertencente à classe Bacillariophyceae, tem mostrado potencial para a obtenção de lipídios. O objetivo deste trabalho foi estudar as condições do cultivo mixotrófico de C. calcitrans utilizando o glicerol residual da síntese do biodiesel como fonte de carbono, visando à maximização do teor de lipídios da biomassa microalgal, e utilizar diferentes métodos de ruptura celular para a recuperação dos lipídios sintetizados pela microalga. Foram estudados os parâmetros temperatura (20, 25 e 30°C), ciclos de fotoperíodo (12C:12E h e 24C:0E h Claro:Escuro), concentração de glicerol residual (0; 3,37; e 5,61 g L 1), silicato de sódio (0,02; 0,08; e 0,14 g L-1) e nitrato de sódio (0,0001; 0,0002; 0,0005; e 0,001 g L-1). Os experimentos foram conduzidos em uma estufa com fotoperíodo, com irradiância de 3000 lx (40,5 µmol m-2 s-1), aeração constante de 0,2 L min-1 e concentração inicial de biomassa de 0,55 g L-1. Ao término dos cultivos a biomassa foi recuperada por centrifugação e o conteúdo lipídico foi extraído utilizando o método de Bligh e Dyer. Foram seleciondas duas condições cultivo com maior conteúdo lipídico, sendo avaliada a cinética de produção lipídica e realizada a predição das propriedades do biodiesel. O perfil de ácidos graxos foi determinado por cromatografia gasosa. Foram testados os tratamentos por micro-ondas e ultrassom em diferentes tempos de exposição para a ruptura celular da biomassa da microalga. Na extração de lipídios foram testados diferentes sistemas de solventes. Os resultados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e teste Tukey a 95% de confiança (p0,05). A adição de glicerol residual teve impacto positivo no acúmulo de lipídios e na produção de biomassa em ambos os ciclos de fotoperíodo, e a produção de lipídios foi favorecida à temperatura de 30ºC. O aumento da concentração de silicato de sódio não influenciou no acúmulo de lipídios. O nitrato de sódio quando utilizado em menores concentrações proporcionou o aumento do conteúdo lipídico em ambos os ciclos de fotoperíodo. O perfil de ácidos graxos apresentou mudanças ao longo do tempo de cultivo, com variações expressivas nos percentuais de ácidos graxos, com ocorrência principalmente dos ácidos palmítico (C16:0), tetradecenoico (C14:1), palmitoleico (C16:1) e -linolênico (C18:3n6). Para as rupturas celulares ambos os tratamentos foram eficientes, sendo o ultrassom (5 min) o que proporcionou menor gasto de energia comparado ao micro-ondas (40 s). Com relação ao perfil de ácidos graxos, os dois métodos de ruptura resultaram em uma mudança no perfil de ácidos graxos, com aumento de 53,6% (micro-ondas) e 50,3% (ultrassom) para os ácidos graxos saturados e de 43,8% e 41,3%, respectivamente, para os ácidos graxos poli-insaturados. Entre os solventes utilizados para a extração de lipídios, os sistemas utilizando Etanol-Clorofórmio-Água (4:4:3,6 v/v) e Metanol-Diclorometano-Água (4:4:3,6 v/v) apresentaram maior extratibilidade, com 90,7% e 89,8%, respectivamente. Apesar do sistema utilizando Etanol-Diclorometano-Água (1:1:2 v/v) resultar em 54,9% de extratibilidade, pode ser considerado em função da diminuição das quantidades de solvente utilizados.