Produção de PHB por Chlorella fusca cultivada com pentoses como fonte de carbono
Autor: Ana Paula Aguiar Cassuriaga (Currículo Lattes)
Resumo
As microalgas têm ganhado atenção devido a sua capacidade de acúmulo de biocompostos como carboidratos, lipídios e proteínas, tornando possível a utilização destes em diversos setores. A manipulação das formas de cultivo é uma estratégia para o acúmulo de biocompostos de interesse, que podem contribuir com o aumento do desempenho do processo fotossintético e com a otimização das condições de cultivo. A modificação de fotoperíodos e intensidades luminosas são fatores cruciais para a modulação dos mecanismos vinculados a fotossíntese. Em conjunto com estes fatores a variação das fontes nutricionais são parâmetros que podem ser ajustados, contribuindo com a redução dos custos do processo e com o crescimento das microalgas. Desta forma este trabalho teve como objetivo avaliar a produção de macromoléculas com potencial biotecnológico em células de Chlorella fusca LEB 111 com adição de pentoses, cultivadas com diferentes fotoperíodos e intensidades luminosas. Para o cultivo desta cepa foram realizadas modificações no fornecimento de períodos de luz com 18 h, 12 h e 6 h luz, os quais foram submetidos a variações de intensidades luminosas com 58, 28 e 9 µmol m-2 s -1 . Em cada uma das condições de fornecimento de luz e intensidades luminosas estudados foram realizados ensaios controle com meio BG-11 (1,5 g L-1 NaNO3; 0,02 g L-1 Na2CO3) e com substituição da fonte de carbono por D-xilose e L-arabinose (20 mg L-1 ) e redução do composto nitrogenado em 50% (0,75 g L-1 ). Os experimentos foram conduzidos em estufa termostatizada em fotobiorreatores do tipo erlenmeyer com volume útil de 1,8 L, mantidos a 30 °C e agitação realizada com injeção de ar estéril. A adição de xilose em conjunto com fornecimento de 18 h de luz e intensidade luminosa 58 µmol m-2 s -1 promoveu crescimento celular máximo de 0,80 g L-1 e produtividade máxima 0,06 g L-1 d -1 . Os experimentos com adição de pentoses promoveram o maior acúmulo de poli-hidroxibutirato (PHB), com o fornecimento de 6 h de luz e intensidade luminosa 28 µmol m-2 s -1 desencadeou resposta superior na produção de poli-hidroxibutirato (PHB), chegando à concentração máxima de 17,4% (m m-1 ) do polímero. Com a adição de xilose, fornecimento de 18 h de luz e intensidade luminosa 9 µmol m-2 s -1 foi obtido o maior incremento na produção de lipídios (24,7% m m-1 ), o maior teor protéico foi obtido com 6 h de luz e intensidade luminosa 58 µmol m-2 s -1 (53,2% m m-1 ). Este trabalho demonstrou que menores intensidades luminosas para os três fotoperíodos estudados desencadearam maiores concentrações de clorofilas. A adição de 20 mg L-1 de pentoses nos cultivos, redução do composto nitrogenado (50%) e fornecimento de menores intensidades luminosas podem ter desencadeado efeito positivo na atividade da enzima Rubisco no presente estudo. Os resultados obtidos no presente trabalho demonstraram o potencial biotecnológico da cepa de Chlorella fusca LEB 111 quando submetida a variações de períodos de luz, intensidades luminosas e adição de pentoses para produção de PHB. Desta forma este estudo é o precursor do desenvolvimento de tecnologias envolvendo a maximização da produção de PHB por Chlorella indicando a potencialidade da biotecnologia microalgal como alternativa no desenvolvimento de polímeros biodegráveis.