Methodological study of the cryoconservation processes in miocroalgae

[EN]Two cryopreservation methods, controlled cooling and encapsulation/vitrification, were studied in order to find an appropriate protocol to maintain microalgae cultures by exposing them to ultra-low temperatures (cryogenics). This study has shown that the most efficient cryopreserving method is the use of cryoprotectants, being Glycerol and DMSO the best options for this procedure, and dismissing the encapsulation/vitrification method due to the low effectiveness, which results in a low post-thaw viability rate and a higher demanding of labour and consumables.

Cultivo de consorcio microalgal autóctono y biorremediación de efluentes urbanos

En el presente trabajo se muestran los resultados experimentales obtenidos del cultivo del consorcio de microalgas (Chlorella sp y Scenedesmus sp.) empleando el efluente urbano pretratado proveniente de la planta de tratamiento cloacal ―La Viñita‖, Provincia de Catamarca, Argentina. Los objetivos se orientan a caracterizar el consorcio de microalgas autóctonas en cuanto a la relación de la producción de biomasa y lípidos, en condiciones controladas de cultivo, en efluentes urbanos provenientes de la planta de tratamiento de líquidos cloacales ―La Viñita‖ y analizar la eficiencia del proceso biorremediador realizado por las microalgas, considerando la eficiencia de los tratamientos, en relación a los parámetros que corresponden a días de cultivo, estado del consorcio y propiedades físico-químicas del sobrenadante. Se emplearon tres variables (% de Inóculo, % de medio nutricional e inyección de CO2), el ensayo se realizó a lo largo de 12 días de cultivo ―indoor‖. Se analizaron los datos de producción de biomasa en cada tratamiento, se determinó la concentración de lípidos presentes en la biomasa y se hizo observación microscópica de los distintos tratamientos al finalizar el ensayo y un seguimiento macroscópico durante el ensayo. Se eligieron los tratamientos eficientes en términos de biomasa y lípidos. En todos los casos se empleó fotoperiodo 12 hs/12 hs, sin control de esterilidad y con agitación manual. Sobre cada muestra se realizaron las determinaciones de biomasa, lípidos y pH. Considerando los aspectos de desarrollo de las microalgas y los parámetros físico-químicos, los resultados obtenidos indicaron que los tratamientos con inyección de CO2 alcanzaron mayor productividad de biomasa algal y lípidos. En las condiciones de 20% de inóculo, inyección de CO2, empleo de efluente con refuerzo de medio nutricional se obtiene en 3 días: 58 mg/L de biomasa y la producción más alta del ensayo en cuanto a lípidos (16,8 mg/L). En cuanto al proceso biorremediador se observó que disminuyó la concentración de DBO5 en un 63,63 %, la de DQO en un 51,8 %, la de nitratos en un 38 % y aumentó la cantidad de fosfato, lo que podrá ser corregido con modificaciones en las concentraciones de sales en el medio de cultivo. El efluente resultante no presenta riesgo de sodicidad por lo que podría ser utilizada para riego. Se observó un cambio de color (de verde claro a verde oscuro) y se confirmó con la observación microscópica la predominancia de Chlorella sp. en un 90 %, la presencia de rotíferos en baja cantidad y ausencia de otras microlagas no deseadas como filamentosas y diatomeas. No se detectó la presencia de huevo de helmintos.

Producción de biogás a partir de biomasa de la microalga scenedesmus sp. procedente de diferentes procesos

En este trabajo de Tesis Doctoral se ha estudiado la posibilidad de emplear las microalgas, concretamente el género Scenedesmus, como sustrato para la producción de biogás mediante digestión anaerobia, así como los residuos que se producen como consecuencia de su utilización industrial para diferentes fines. La utilización de las microalgas para la producción de biocombustibles es un tema de gran actualidad científica, en el que residen muchas expectativas para la producción a gran escala de biocombustibles que supongan una alternativa real a los combustibles fósiles. Existen numerosas investigaciones sobre la conversión a biogás de las microalgas, sin embargo aún hay poco conocimiento sobre la utilización de la digestión anaerobia como tratamiento de residuos de microalgas en un concepto de biorrefinería. Residuos que pueden ser generados tras la extracción de compuestos de alto valor añadido (p. ej. aminoácidos) o tras la generación de otro biocombustible (p. ej. biodiésel). Es en este aspecto en el que esta Tesis Doctoral destaca en cuanto a originalidad e innovación, ya que se ha centrado principalmente en tres posibilidades: - Empleo de Scenedesmus sp. como cultivo energético para la producción de biogás. - Tratamiento de residuos de Scenedesmus sp. generados tras la extracción de aminoácidos en un concepto de biorrefinería. - Tratamiento de los residuos de Scenedesmus sp. generados tras la extracción de lípidos en un concepto de biorrefinería. Los resultados obtenidos demuestran que la microalga Scenedesmus como cultivo energético para producción de biogás no es viable salvo que se empleen pretratamientos que aumenten la biodegradabilidad o se realice codigestión con otro sustrato. En este último caso, la chumbera (Opuntia maxima Mill.) ha resultado ser un sustrato idóneo para la codigestión con microalgas, aumentando la producción de biogás y metano hasta niveles superiores a 600 y 300 L kgSV-1, respectivamente. Por otro lado, el tratamiento de residuos generados tras la extracción de aminoácidos mediante digestión anaerobia es prometedor. Se obtuvieron elevados rendimientos de biogás y metano en las condiciones de operación óptimas (409 y 292 L kgSV-1, respectivamente). Aparte de la generación energética por medio el metano, que podría emplearse en la propia biorrefinería o venderse a la red eléctrica o de gas natural, reciclando el digerido y el CO2 del biogás se podría llegar a ahorrar alrededor del 30% del fertilizante mineral y el 25% del CO2 necesarios para el cultivo de nueva biomasa. Por lo tanto, la digestión anaerobia de los residuos de microalgas en un concepto de biorrefinería tiene un gran potencial y podría contribuir en gran medida al desarrollo de esta industria. Por último, una primera aproximación al tratamiento de residuos generados tras la extracción de lípidos muestra que éstos pueden ser empleados para la producción de biogás, como monosustrato, o en codigestión con glicerina, ya que son fácilmente biodegradables y el rendimiento potencial de metano puede alcanzar 218 LCH4 kgSV-1 y 262 LCH4 kg SV-1 en monodigestión o en codigestión con glicerina, respectivamente. ABSTRACT This PhD thesis explores the possibility of using microalgae, specifically the strain Scenedesmus, as substrate for biogas production through anaerobic digestion, as well as the residues generated after its use in different industrial processes. The use of microalgae for biofuels production is an emerging scientific issue. The possibility of producing biofuels from microalgae as a real alternative for fossil fuels is raising high expectations. There are several research projects on the conversion of microalgae to biogas; however, there is little knowledge about using anaerobic digestion for treating microalgae residues in a biorefinery scheme. These residues could be generated after the extraction of high value compounds (e.g. amino acids) or after the production of another biofuel (e.g. biodiesel). It is in this area in which this PhD thesis stands in terms of originality and innovation, since it has focused primarily on three possibilities: - The use of Scenedesmus sp. as an energy crop for biogas production. - Treatment of amino acid extracted Scenedesmus residues generated in a biorefinery. - Treatment of lipid extracted Scenedesmus residues generated in a biorefinery. The results obtained in this work show that the use of Scenedesmus as energy crop for biogas production is not viable. The application of pretreatments to increase biodegradability or the codigestion of Scenedesmus biomass with other substrate can improve the digestion process. In this latter case, prickly pear (Opuntia maxima Mill.) is an ideal substrate for its codigestion with microalgae, increasing biogas and methane yields up to more than 600 and 300 L kgVS-1, respectively. On the other hand, the treatment of residues generated after amino acid extraction through anaerobic digestion is promising. High biogas and methane yields were obtained (409 y 292 L kgVS-1, respectively). Besides the energy produced through methane, which could be used in the biorefinery or be sold to the power or natural gas grids, by recycling the digestate and the CO2 30% of fertilizer needs and 25% of CO2 needs could be saved to grow new microalgae biomass. Therefore, the anaerobic digestion of microalgae residues generated in biorefineries is promising and it could play an important role in the development of this industry. Finally, a first approach to the treatment of residues generated after lipid extraction showed that these residues could be used for the production of biogas, since they are highly biodegradable. The potential methane yield could reach 218 LCH4 kgVS-1 when they are monodigested, whereas the potential methane yield reached 262 LCH4 kgVS-1 when residues were codigested with residual glycerin.

Avaliação do crescimento de Ankistrodesmus braunii em reator tubular empregando diferentes concentrações de nitrato em diferentes condições de cultivo

Microalgas são organismos unicelulares, eucariontes, fotossintetizantes e eficientes fixadores de gás carbônico que apresentam grande potencial para produção de ácidos graxos além de pigmentos, como os carotenóides e a clorofila, de interesse nas indústrias de alimentos, química, farmacêutica e de cosméticos. Dentre as microalgas, o microrganismo Ankistrodesmus braunii vem sendo citado como capaz de produzir grandes quantidades de lipídios, podendo corresponder a até 73% de sua massa seca, com produção de ácidos graxos insaturados, como o ácido linolênico. Esse microrganismo se destaca do ponto de vista industrial por poder ser conduzido em reatores e em meios de cultivo complexos. As fontes de nitrogênio, as concentrações empregadas destes nutrientes, bem como o tipo de processo de cultivo interferem na composição de biomassas fotossintetizantes. O uso de reatores tubulares tem sido estudado e tem se apresentado interessante por permitir a obtenção de altas concentrações celulares. Nesse sentido, este trabalho teve a finalidade de estudar o crescimento de Ankistrodesmus braunii em reator tubular com uso de diferentes quantidades de nitrato de sódio por processos descontínuo, descontínuo alimentado e semi-contínuo. Nos cultivos descontínuos, a máxima concentração celular (Xm) encontrada foi de 1588 ± 11 mg.L-1 com uso de 20 mM de NaNO3. O uso do processo descontínuo alimentado, o qual teve adição de 20 mM de NaNO3 feito num intervalo a cada 48 horas sendo iniciada a adição no primeiro dia, permitiu a obtenção de Xm = 2753 ± 7 mg.L-1; porém não foi possível eliminar a fase lag do cultivo, levando a uma produtividade em células (Px) de 351 ± 1 mg.L-1.dia-1. O processo semi-contínuo foi eficiente para eliminar a fase lag do cultivo, permitindo a obtenção de Xm = 2399 ± 5 mg.L-1 e um aumento de até 50% em Px, que chegou a valores de 525 ± 1 mg.L-1.dia-1 em cultivos com uso de 20 mM de NaNO3. Nesta condição os teores de proteínas e lipídios nas biomassas foram de 34,8 ± 0,2% e 38,6 ± 0,2%, respectivamente. Foi observado que, independentemente do tipo de processo empregado, há um decréscimo do valor do fator de conversão de nitrogênio em células (YX/N) com o aumento da adição de NaNO3. O maior valor de YX/N foi obtido no experimento com processo semi-contínuo e uso de 2 mM de NaNO3 no meio de cultivo, com valor médio de 29,1 ± 0,1 mg mg-1 ao final do segundo ciclo. Porém, nesta condição, o teor de proteínas da biomassa foi de 17,3 ± 0,4%. Já os maiores valores de YX/N encontrados nos processos descontínuo e descontínuo alimentado foram, respectivamente, de 22,5 ± 1,6 e 7,1 ± 0,1 mg mg-1. Os resultados obtidos neste trabalho evidenciam o potencial de Ankistrodesmus braunii como fonte de proteínas e lipídios para uso industrial.

Cultivo larvario de dentón (Dentex dentex L.): contribución al establecimiento de las necesidades nutricionales en ácidos grasos poliinsaturados

El objetivo de este trabajo es contribuir al conocimiento de las necesidades nutricionales en ácidos grasos poliinsaturados del pez marino dentón (Dentex dentex, L.). Para ello se realizaron cuatro experimentos en los cuales se suministraron a larvas de dentón dietas con diferentes contenidos de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) utilizando como vehículo de introducción presas vivas (rotífero y Artemia). Posteriormente se evaluó el efecto de dichas dietas sobre la calidad y supervivencia final de las larvas. En el Experimento I, se alimentaron larvas de corta edad hasta los 22 días posteclosión (dph) con el rotífero (Brachionus plicatilis). Dichos rotíferos fueron sometidos a una serie de tratamientos de enriquecimiento con varias especies de microalgas (Chlorella sp., Nannochloropsis gaditana, Tetraselmis suecica e Isochrysis galbana) y un enriquecedor comercial (Protein - Selco®), con diferentes contenidos en PUFA. En el tratamiento con Protein – Selco se alcanzaron valores significativamente superiores (ρ < 0.05) de talla y peso de las larvas, mientras que en el tratamiento con la microalga Isochrysis galbana, las larvas alcanzaron mayores valores de biomasa y supervivencia final con respecto a las larvas de los otros tratamientos. En los Experimentos II y III se partió de larvas de mayor edad (desde 22 hasta 48 dph) que fueron alimentadas con el crustáceo Artemia sp. La Artemia, se enriqueció con una serie de emulsiones experimentales (ICES®) con diferentes contenidos de PUFA. En el Experimento II, se encontró que las larvas a las que se les suministró mayores contenidos de PUFA, presentaron valores significativamente superiores (ρ < 0.05) en supervivencia y biomasa final. En el Experimento III, se observó que en las larvas a las que se les suministró el menor nivel de PUFA, se obtuvieron resultados significativamente menores (ρ < 0.05) en peso, talla, biomasa y supervivencia final. No se encontraron grandes diferencias en peso y talla entre las larvas a las que se les suministraron los PUFA en forma de triglicéridos o de etilésteres. En el Experimento IV se estudió la variación de contenidos de ácidos grasos a lo largo de un periodo de puestas (abril, mayo y junio) y durante cuatro fases de desarrollo endotrófico: huevo, huevo embrionado, larvas recién eclosionadas y larvas con apertura de la boca. Se evaluó la repercusión de estas variaciones de contenidos de ácidos grasos sobre los parámetros de calidad de huevos y larvas. También se compararon los contenidos de ácidos grasos de estas fases endotróficas con los contenidos encontrados durante las fases de alimentación con rotífero y Artemia. No se observaron grandes diferencias a lo largo del periodo de puesta en cuanto a contenidos de ácidos grasos y a las proporciones entre ellos, aunque si se observaron cambios en los parámetros que indicaban calidad de las puestas. Por el contrario, se observaron diferencias significativas (ρ < 0.05) en el grado de saturación de ácidos grasos, contenido de PUFA y ácidos grasos de 18 carbonos entre las larvas en fase de apertura de la boca con respecto a las otras fases de desarrollo endotrófico.

Riesgo ecológico del sulfato de bario

Se desconoce el efecto del sulfato de bario en los ecosistemas acuáticos donde se realizan actividades hidrocarburíferas y que vienen incrementándose a nivel nacional. Por tal motivo, se evaluó el riesgo ecológico del sulfato de bario empleando la respuesta ecotoxicológica de doce organismos no destinatarios a fin de conocer los posibles efectos que este compuesto pudiera estar ocasionando a los organismos relacionados a los ecosistemas marinos y epicontinentales donde se desarrollan actividades hidrocarburíferas. Las pruebas ecotoxicológicas incluyeron a las microalgas Isochrysis sp., Chlorella sp., las plantas terrestres Medicago sativa y Zea mays, los crustáceos Daphnia sp., Emerita analoga y Apohyale sp., al equinodermo Tetrapygus niger, al insecto acuático Chironomus calligraphus, y a los peces Odontesthes regia regia, Poecilia reticulata y Paracheirodon innesi. Las mediciones de los parámetros y protocolos para las pruebas como la determinación del riesgo ecológico siguieron las pautas y recomendaciones de la USEPA y otros autores. De los principales resultados ecotoxicológicos con sulfato de bario y sus formas solubles, se obtuvo un efecto negativo del sulfato de bario sobre el crecimiento celular de la microalga epicontinental Chlorella sp. (96 h), que registró una concentración de inhibición media (CI50) de 0,1 g/L y una concentración efectiva no observable (NOEC) de 0,02 g/L. Así mismo, se obtuvo un efecto negativo del bario sobre el crecimiento foliar de la planta terrestre monocotiledónea Z. mays (10 d) que registró una concentración efectiva media (CE50) de 0,0011 g/L y una NOEC de 0,0002 g/L. Finalmente, se concluye que existe alto riesgo ecológico (RQ) del sulfato de bario (RQ = 1,224) y sus formas solubles (RQ = 37 500) empleando la respuesta ecotoxicológica de doce organismos no destinatarios.

Influência da granulometria e taxas de filtração no tratamento de água utilizando dupla filtração

The contamination of water sources of public drinking by waste originated by anthropogenic activities has brought various risks to human health. Among the consequences of such activities can highlight the bloom of microalgae and cyanobacteria, which have the potential to produce toxins dangerous to humans, and the presence of humic substances that are generated by the decomposition of natural organic matter (NOM), such as vegetation. When found in water sources for public supply, present negative aspects conferring high color, odor and taste. The double filtration technology has good efficiency in water with the presence of cyanobacteria and different quality variations. Therefore, this study aimed to evaluate the behavior of the technique of double filtration with pre-oxidation for water purifiers the lagoon of Extremoz-RN, which currently has high concentrations of cyanobacteria. The research is summarized in four phases: the first phase turned to static tests in jarteste equipment in the laboratory and subsequent phases were tested in the Pilot Plant of Double Filtration. For the second and third stage filtration rates were tested filtration rates of 120 and 180 m3 / m2 .day for ascending boulders filters and 160 and 240 m3 / m2 .day in the filters in quick sand descendants. The last phase aimed to evaluate the double filtration with pre-oxidation. The results demonstrated that the system could produce double filtration in all trials of good quality water according to the Decree nº. 2914/11 of the Ministry of Health. The use of preoxidation favored the removal of microcystin and color at the end of the tests, reaching a percentage of color removal around 60%. The analysis of variance in the data, enabled prove that the filtration rates of 180 m3 / m2.d the gravel filter and 240 m3 /m2 .d in rapid filters, were the most significant for the removal of turbidity. The ascending filter of boulder 4 with particle size finer filter layer showed the best performance and the best means of turbidity and apparent color. The rapid filter downward 1 was more efficient in removing turbidity reaching removal about 100%

Estratégias tróficas do peixe traíra, Hoplias malabaricus e do peixe cascudo, Hypostomus pusarum do açude Marechal Dutra, Rio Grande do Norte, Brasil

The fish, Hoplias malabaricus (Osteichthyes: Erythrinidae) and armored catfish, Hypostomus pusarum (Loricariidae) are of freshwater origin from the neotropical region, and are considered ecologically and economically of important. This work investigated the trophic strategies, the morphology and histology of the digestive tract of these fish captured from the Marechal Dutra reservoir, Acari, the semiarid region of Rio Grande do Norte, Brazil. A total of 133 individuals of H. malabaricus and 118 specimens of H. pusarum were analyzed. The two study species occupy different levels in the food chain and spatial distribution in the water column of the reservoir. The results of this study are presented in the form of four scientific papers. The first article describes the morphology and histology of the digestive tract and the feeding habits of H. malabaricus (Bloch, 1794). This fish has a short intestine, with an intestinal coefficient of 0.72 ± 0.09. The dietary importance index indicates that H. malabaricus feeds preferentially on animal matter, especially on fish (72.8%) and prawns (27.2%). The histology of its digestive tract confirms the carnivorous feeding habit. The second article discusses about the pioneering work on the feeding strategy and the characterization of anatomy and histology of the digestive tract of H. pusarum. The intestine of this fish is long, with an intestinal coefficient of 10.8±0.7. The dietary importance index indicates that H. pusarum feeds preferentially on organic matter in decomposition (88.7%) and on filamentous microalgae and diatoms (11.3%). The third article compares the morphological aspects of the digestive tract of H. malabaricus and H. pusarum, in relation to their food habits. The arrangement of the digestive organs in both species is directly related to the shape of the peritoneal cavity and the form of the body. The short intestine of H. malabaricus and the long intestine of H. pusarum are associated with their feeding habits. The morphology of the digestive tracts of H. malabaricus and H. pusarum confirm their food habits, carnivorous and detritivorous / herbivorous, respectively. The fourth article discusses the food and reproductive aspects (length and weight, length-weight relationship, type of growth and sex ratio) of H. pusarum. This species has a negatively allometric growth, with the predominance of females in the sampled population. H. malabaricus inhabits the pelagic environment and is a carnivore, while H. pusarum, lives in the benthic environment and is characterized as a detritivore/herbivore. Each species studied shows a very different diet, without trophic competition between them. The morphological and anatomical structures of the digestive tract reflect their feeding strategy.

Evaluation of photoperiod effect on the growth and protein content of microalgae

Os recursos renováveis têm recebido um especial interesse nos últimos anos e as microalgas são uma excelente fonte renovável e natural. Estes organismos são fonte de proteínas e lípidos e são aplicadas em aquacultura e na produção de biodiesel. Neste estudo, foi avaliado o efeito do fotoperíodo (Luz: Escuro) 12:12; 18:6; 24:0) e fase de crescimento (logarítmica e estacionária) no conteúdo de proteína em três sistemas modelo biológico: Arthrospira maxima (Cyanobacteria) foi selecionada como espécie de água doce a estudar e para explorar microalgas marinhas foram escolhidas Isochrysis galbana (Haptophyta) e Tetraselmis chuii (Chlorophyta) devido às suas aplicações em aquacultura marinha. Diferentes métodos de rutura celular foram também testados na extração de proteína em fase aquosa. Arthrospira maxima exibiu melhor produção de biomassa e conteúdo de proteína no fotoperíodo de 18L:6D. O mesmo fotoperíodo também atingiu melhor produção de biomassa e conteúdo de proteína em Isochrysis galbana quando comparado com os outros fotoperíodos em estudo. Tetraselmis chuii exibiu melhor produção de biomass no fotoperíodo de 24L:0D, enquanto que o fotoperíodo 18L:6D atingiu melhor conteúdo de proteína.

Procedimiento para la purificación de ácido eicosapentaenoico (EPA)

La presente invención se refiere a un procedimiento para la purificación de EPA mediante reacciones enzimáticas de esterificación, caracterizadas por lipasas, a partir de extractos de pescado y microalgas y al uso del factor adimensional de eficacia para la cuantificación de la eficacia de las lipasas para concentrar y recuperar de forma simultánea un ácido graso poliinsaturado en la fracción de ácidos grasos libres.

Proceso escalable para la obtención de ficocianina

Proceso de tres etapas para la obtención y purificación de ficocianina procedente de microalgas del género Anabaena, caracterizado por ser escalable y tener un alto rendimiento. La primera etapa consiste en una ruptura celular mediante choque osmótico que libera el material citoplasmático, usando tampón de fosfatos. La segunda etapa utiliza una columna cromatográfica de adsorción en lecho expandido constituida por un intercambiador iónico como fase adsorbente. La tercera etapa es un proceso adicional cromatográfico en columna de intercambio iónico que utiliza como fase estacionaria un cambiador aniónico, funcionando en formato empaquetado. En condiciones óptimas, tras la segunda etapa se obtiene un rendimiento en torno al 87% de recuperación de ficocianina, mientras que tras la tercera etapa se obtiene un rendimiento global del proceso del 64% de ficocianina pura.

Método para la cuantificación fluoirimétrica de la enzima LDH en disolución

La invención está dirigida al desarrollo de un método y creación de un kit para la cuantificación del efecto citotóxico y/o viabilidad celular ante agentes químicos (elemento, compuesto, mezcla o fármaco en cualquier de sus estados) y/o físicos (i.e. iluminación, temperatura, turbulencia, fluidodinámica, etc.) que puedan producir rotura de la membrana celular. El kit mide la liberación de la enzima citoplasmática lactato deshidrogenasa (LDH) proveniente de células muertas y/o lisadas. Esta enzima cataliza la oxidación del lactato, presente en el kit, a piruvato. Durante la reacción, el NAD+, también presente en el kit, es reducido a NADH. La concentración de LDH, se cuantifica a través de la fluorescencia del NADH formado. Las mediciones indirectas de la enzima LDH se realizan en el sobrenadante de cultivos celulares. El método es aplicable tanto en medios inorgánicos para microalgas como en medios comerciales para células animales y de insecto.

Obtención de ácido eicosapentaenoico de alta pureza a partir de la microalga Phaeodactylum tricornutum mediante un proceso de tres etapas

El ácido eicosapentaenoico (EPA), de alto interés para la salud humana, ha sido obtenido de la microalga Phaeodactylum tricornutum mediante un proceso de tres etapas: extracción de los ácidos grasos por saponificación directa de la biomasa húmeda; concentración de los ácidos grasos poliinsaturados (PUFAs) por el método de la urea y purificación del EPA por cromatografía liquida de alta resolución (HPLC). La extracción de los ácidos grasos se ha llevado a cabo con koh-etanol (96% v/v) (1h, 60 c) extrayéndose el 90,9% del EPA presente en la biomasa. La relación urea/ácidos grasos ha sido 4:1 p/p, la temperatura de cristalización 28 c y se ha utilizado metanol como disolvente de la urea, obteniéndose un rendimiento del 78,6% en EPA. La purificación del EPA se ha realizado en una columna de 4,7 cm d.i. X 30 cm, fase inversa c18 y utilizando metanol-agua (1% ACH) 80:20 p:p como fase móvil; el 97,3% del EPA cargado en la columna se ha recuperado con una pureza del 95,8%. El rendimiento global del proceso es del 69,5%. La producción de EPA de alta pureza es de 2,46 g/día, determinada por la producción de biomasa de phaeodactylum tricornutum de un fotobiorreactor tubular externo (100 g/día). Este mismo proceso puede aplicarse a otras microalgas y a la obtención de otros PUFAs

Produção de biogás a partir da co-digestão de resíduos da geração de energia

Aplicações de microalgas tem tornado esses micro-organismos importantes em pesquisas com fins tanto comerciais como energéticos. A biofixação de CO2 por microalgas é vista como uma forma economicamente viável e ambientalmente sustentável para mitigar as emissões de CO2 e geração de biomassa para obtenção de bioprodutos de alto valor agregado como os biocombustíveis. Na digestão anaeróbia da biomassa de microalgas a adição de um cosubstrato rico em carbono pode facilitar o processo de produção de biogás. O glicerol possui alta concentração de carbono orgânico e é solúvel em água. Neste sentido, a combinação de ambos os substratos pode solucionar um dos principais problemas para o processo de digestão, que reside no equilíbrio da razão (C/N). Co-digestão anaeróbia consiste na digestão anaeróbia de uma mistura de dois ou mais substratos com composições complementares. O objetivo do estudo foi avaliar a geração de biogás através da co-digestão anaeróbia de biomassa de Spirulina sp. LEB 18 e glicerol bruto. Para a realização do estudo foram construídos e operados sete biorreatores com volume útil de 1,5 L, alimentados com 5, 6, 10, 15 e 20 g.L -1 da mistura de biomassa de Spirulina e glicerol. A adição de diferentes quantidades de glicerol (5 e 10 g.L -1 ) foi utilizada como um suplemento na digestão anaeróbia em sistema de batelada. A razão C/N variou de 3,3×103 a 23,7. Os ensaios foram realizados a 35 °C, em reatores equipados com sistema de coleta de gás, alimentação e retirada do efluente líquido, operados em batelada sequencial. O efluente líquido dos reatores foi analisado quanto ao pH, nitrogênio amoniacal e alcalinidade. O volume de biogás produzido diariamente foi medido em gasômetro de frasco invertido. Em todos os ensaios, os valores médios de pH variaram de 7,0 a 7,3 e nitrogênio amoniacal de 62,02 a 1100,99 mg.L-1 . A alcalinidade do efluente variou entre 1133,37 e 3578,98 mg.L-1 CaCO3. Em todos os ensaios com adição de glicerol houve incremento na produção específica de biogás (0,16 – 0,24 d -1 ) quando comparado ao ensaio em que somente biomassa microalgal era alimentada no processo (0,03 L.d-1 ), demonstrando ser esta uma alternativa interessante para a produção de biocombustível e concomitante agregação de valor ao glicerol residual da produção de biodiesel.

Potencial antifúngico, antioxidante e inibidor da produção de aflatoxina por extratos fenólicos de Chlorella sp. e Spirulina platensis

A contaminação fúngica acarreta alterações na qualidade nutricional e no valor econômico de produtos alimentícios podendo causar danos patológicos em plantas, animais e humanos. A identificação da atividade antioxidante, antifúngica e antimicotoxinas, em extratos de microalgas com propriedade de inibir a multiplicação de fungos e subseqüente produção de micotoxinas abre a perspectiva de empregar substâncias mais eficientes e com maior ação específica contra estes microorganismos. Entre os compostos com propriedades inibidoras de radicais livres, de crescimento fúngico e produção de micotoxinas, destacam-se os compostos fenólicos, que podem inibir a atividade metabólica microbiana, dificultando a atividade de enzimas. Neste estudo foram avaliados o poder de inibição de multiplicação fúngica de Rhizopus oryzae e Aspergillus flavus pelos extratos fenólicos de Chlorella sp. e Spirulina platensis, bem como sua atividade antioxidante, e a atividade antimicotoxinas da última microalga contra Aspergillus flavus. O conteúdo de fenóis totais foi em média 1000 µgfenóis/g Spirulina platensis e 600 µgfenóis/g Chlorella sp., sendo que o acido gálico e o cafeíco foram identificados como compostos majoritários na Spirulina platensis. As determinações de glicosamina (parede celular) e ergosterol (membrana celular) mostraram-se bons indicativos do desenvolvimento microbiano permitindo uma boa estimativa da inibição dele. O extrato fenólico de Spirulina platensis apresentou capacidade de inibir cerca de 50% a formação da parede e da membrana celular para ambos os fungos estudados e de 100% a produção de aflatoxina B1 até o 10º dia de cultivo do Aspergillus flavus. Além disso, o extrato metanólico de Spirulina platensis inativou 53,5% o DPPH reativo, limitou o escurecimento enzimático ocasionado pela peroxidase em 55% e inibiu a peroxidação lipídica em 46% após 14 dias de armazenamento sob luz. Estes resultados mostram que a ação antifúngica, antimicotoxinas e antioxidante está naturalmente presente em alguns tecidos microbianos e que encontrar a forma de extraí-los e aplicá-los como conservantes alimentícios é muito promissor para substituição aos antifúngicos e outros conservantes químicos.