Produção de macromoléculas a partir do cultivo de Spirulina sp. LEB 18 em duplo estágio com limitação de nitrogênio
Autor: Roberta da Costa Kosinski (Currículo Lattes)
Resumo
As microalgas viabilizam o desenvolvimento de novos produtos a partir da síntese de macromoléculas aplicadas no setor alimentício, farmacêutico e de cosméticos. Quando a microalga é submetida a condições de estresse pode acumular lipídios, carboidratos e biopolímeros. Esta produção pode ser elevada pela realização do cultivo em duplo estágio. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a estratégia de duplo estágio em cultivo de Spirulina sp. LEB 18 visando elevadas produtividades de biomassa e macromoléculas. Os experimentos foram realizados em fotobiorreatores fechados do tipo tubular de 2 L, utilizando a microalga Spirulina sp. LEB 18 com 0,5 g L-1 de concentração inicial de biomassa. Os cultivos foram realizados a 30 ºC em câmera termostatizada, fotoperíodo de 12 h claro/escuro e luminosidade de 41,6 µmol fótons m-2 s-1. Os experimentos foram realizados em triplicata por 20 d, com cultivo em duplo estágio, em que no primeiro estágio foi utilizado o meio Zarrouk modificado, contendo 50% de carbono (NaHCO3, 8,4 g L-1) e 100% de nitrogênio (NaNO3, 2,5 g L-1). Após, as células foram lavadas com água estéril por centrifugação para substituição do meio de cultivo. O meio contendo 10% de nitrogênio (NaNO3, 0,25 g L-1) e 50% de carbono foi adicionado para iniciar o segundo estágio no 5º, 10º ou 15º d de cultivo. Também foi avaliado a adição de meio com ausência de nitrogênio nestas mesmas condições. A cada 5 d foi analisada a composição da biomassa referente aos carboidratos, lipídios, proteínas e PHB. Para os ensaios com meio contendo 10% de nitrogênio, a estratégia do cultivo em duplo estágio proporcionou maior crescimento a microalga, atingindo 2,77 g L-1 no ensaio com redução de nitrogênio no 15º d. O maior teor de carboidratos (0,54 g L-1) foi obtido no cultivo com 10% de nitrogênio no 10º ou 15º d, cultivado por 20 d, e a maior concentração de lipídios (0,62 g L-1 ) produzida no ensaio com redução de nitrogênio no 5º d, por 15 d. O maior teor proteico (1,60 g L-1) foi obtido no ensaio com redução de nitrogênio no 15º d, cultivado por 20 d. A síntese de PHB foi influenciada pela disponibilidade de nitrogênio no meio, atingindo 0,39 g L-1 no 20º d do ensaio com redução de nitrogênio no 5º d. Para os ensaios com ausência de nitrogênio no segundo estágio, a maior concentração de biomassa (3,1 g L-1) foi obtida no ensaio sem nitrogênio a partir do 15º d. A melhor condição para produção de carboidratos (0,84 g L-1) foi o cultivo com ausência de nitrogênio no 10º d, por 20 d, enquanto que, o maior rendimento de proteínas (1,6 g L-1) e lipídios (0,66 g L-1) foi obtido no ensaio com restrição de nitrogênio no 15º d, cultivado por 15 e 20 d, respectivamente. Portanto, a estratégia de duplo estágio aliada a redução da fonte de nitrogênio maximiza o crescimento microalgal e a composição da biomassa, promovendo maior produção de macromoléculas.