Suplementação de fitohormônio como estratégia para aumento de produtividade e redução de custos de cultivos de Spirulina (Arthrospira)
Autor: Jéssica Teixeira da Silveira (Currículo Lattes)
Resumo
Cultivos de Spirulina representam uma das maiores porções da produção industrial de microalgas. Entretanto, ainda se busca alternativas para aumentar a produtividade de biomassa e coprodutos dessa microalga. Para tal propósito, modificações em fatores físicos como o tipo de biorreator, variação na temperatura e luminosidade vem sendo estudados e, fatores bioquímicos, como a suplementação de fitohormônios nos cultivos, também têm se mostrado uma estratégia promissora. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi identificar as condições de cultivo que potencializem o efeito estimulante do fitohormônio ácido 3-indolacético (AIA) na produtividade de biomassa e biomoléculas de Spirulina sp. LEB 18. Para isso, primeiramente foi definida a fase do crescimento da microalga em que a adição do fitohormônio gera maior produção de biomassa e, em um segundo momento, foi estudada a suplementação fracionada de AIA. Ambos os experimentos foram conduzidos em escala de bancada, utilizando Erlenmeyers, em ambiente indoor por 30 dias. No primeiro estudo, 0,1 mg/L do fitohormônio foi adicionado em dias diferentes ao decorrer do cultivo, a fim de abranger distintas fases do crescimento da microalga. No segundo estudo, a suplementação foi iniciada em dias diferentes e diariamente uma porção de AIA foi adicionada até o final do cultivo, na qual foi atingida a concentração de 0,1 mg/L do fitohormônio. Assim, foi estabelecido que a suplementação de AIA, de uma única vez, na metade da fase de desaceleração do crescimento da microalga, apresenta melhores resultados na produção de biomassa. Nessa condição foi possível incrementar a concentração de biomassa em 31,2% e reduzir 27% dos custos de produção, em comparação à condição sem fitohormônio. Em contrapartida, a suplementação diária de AIA realizada durante todo o cultivo (do dia 0 ao 30) apresentou incremento de 229% e 251% na concentração e produtividade de ficocianina, respectivamente, além de reduzir o custo de produção do pigmento em 71,25%, em comparação a condição controle. Após estabelecida a melhor condição para incremento de biomassa, foram realizados experimentos em maior escala, utilizando meios de crescimento não estéreis, em reatores abertos (raceways) e comparando a exposição das culturas a condições controladas (indoor) e ambientais não controladas (outdoor). Os experimentos outdoor suplementados com AIA no 15º dia de cultivo alcançaram concentração e produtividade de biomassa de 5,43 g L1 e 173,9 mg/L.d, respectivamente. Esses valores foram 122,5% superiores na concentração e 130,9% e na produtividade, em comparação aos experimentos indoor com a mesma suplementação. Além disso, cerca de metade da biomassa gerada a partir do cultivo outdoor com AIA consistiu em carboidratos (45%). Em comparação com o cultivo indoor, esta abordagem reduziu os custos de produção de biomassa em 55% e de produção de carboidratos, proteínas e lipídios em 86%, 44% e 50%, respectivamente. O estudo da aplicação de AIA em culturas de Spirulina em condições que simulam as utilizadas majoritariamente em produções industriais sana uma lacuna que existia na pesquisa da suplementação de fitohormônios em cultivos microalgais. Além disso, os resultados obtidos nessa pesquisa representam um avanço significativo em direção à implementação comercial da estratégia.