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.

Large scale laboratory cultures of Ankistrodesmus gracilis (Reisch) Korsikov (Chlorophyta) and Diaphanosoma biergei Korinek, 1981 (Cladocera)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Cultivo de Ankistrodesmus gracilis (Reisch) Korsikov (Chlorophyta) em laboratório utilizando meio CHU12 e de macrófita com NPK

Two different culture media, namely CHU12 and inorganic fertilizer NPK (20-5-20) associated with macrophyte (Eichhornia crassipes) extract, were used to evaluate the development of A. gracilis. Growth rate, development, nutritional value and medium water quality were analyzed. A. gracilis in macrophyte+NPK medium had mean cell density (333x10(5) cells/mL) higher than medium CHU12 (302x10(5) cells/mL). Protein rate (12.52% PS), dry weight (397x10(7) pg/cell) and ashes (4.08x10(7) pg/cell) in A. gracilis was higher (p<0.05) than medium macrophyte+NPK. on the other hand, lipids, carbohydrates and fibers had the same rate (p>0.05) in both media. When hydrological variables in the culture medium of A. gracilis are taken into account, dissolved oxygen and free CO2 alone failed to have any significant difference (p>0.05) between the media employed. A. gracilis in the macrophyte+NPK medium had the same nutritional rate as the commercial medium CHU12, with excellent results for alga growth. Macrophyte medium may be used for large scale alga culture in the feed of fish larvae.

Utilização de meios alternativos e diferentes tipos de recipientes no cultivo de Ankistrodesmus gracilis (Reinsch) Korshikov (Chlorophyceae) em laboratório

A laboratory culture of Ankistrodesmus gracilis algae was evaluated by studying the biology of the species and its chemical composition in a traditional medium (CHU 12) and in two alternative culture media, NPK (20-5-20) and macrophyte (Eichhornia crassipes) + NPK, in three different types of recipients (fiberglass, carboy and plastic bag). First peak in the growth curve of Ankistrodesmus gracilis occurred on the ninth day in macrophyte + NPK medium (74.16 x 10 5 cells mL -1) in a fiberglass recipient. However, highest density (p < 0.01) was reported in medium CHU 12 (122.87 x 10 5 cells mL -1) in a plastic bag on the twelfth day. Cell density was over 70 x 10 5 cells mL -1 starting on the twelfth day. Growth rate of A. gracilis was similar (p > 0.05) in culture media in the three recipients. Protein and fiber were similar (p > 0.05) in the treatments, but lipids were higher (p < 0.05) in NPK. Nitrate, ammonia, total phosphorus and orthophosphate contents were over 1 mg L -1 in NPK (p < 0.01). Results show that alternative media, such as NPK and macrophyte + NPK, are possible for large-scale culture of A. gracilis cultured in three types of recipients. Costs are low, occupying less space when cultured in plastic bags and in the laboratory.

Uso de meio a base de esterco suíno no cultivo de Ankistrodesmus gracilis (Chlorophyta) em laboratório

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Desempenho de Ankistrodesmus gracilis (Reischi) Korsikov (Chlorophyta) cultivada em três meios de cultura em laboratório

Pós-graduação em Aquicultura - FCAV

Large scale laboratory cultures of Ankistrodesmus gracilis (Reisch) Korsikov (Chlorophyta) and Diaphanosoma biergei Korinek, 1981 (Cladocera)

O objetivo deste trabalho foi avaliar o cultivo em larga escala de Ankistrodesmus gracilis e Diaphanososma birgei em laboratório através do estudo da biologia das espécies, composição bioquímica e custo operacional de produção. A. gracilis apresentou um crescimento exponencial até o sexto dia, ao redor de 144 x 10(4) células mL-1. Logo em seguida, sofreu um brusco decréscimo apresentando 90 x 10(4) células mL-1 (oitavo dia). A partir do décimo primeiro dia, as células algais tenderam a crescer novamente, apresentando um máximo de 135 x 10(4) células mL-1 no 17º dia. No cultivo de D. birgei, foi observado o primeiro pico de crescimento no nono dia com 140 x 10² indivíduos L-1, aumentando novamente a partir do décimo segundo dia. A alga clorofícea A. gracilis e o zooplâncton D. birgei possuem aproximadamente 50 e 70% de proteína (PS), respectivamente, com teor de carboidrato acima de 5%. A eletricidade e mão de obra foram os itens mais dispendiosos e, de acordo com os dados obtidos, a temperatura, nutrientes, disponibilidade de luz e manejo do cultivo, foram fatores determinantes sobre a produtividade. Os resultados indicam que o meio NPK (20-5-20) pode ser utilizado diretamente como uma alternativa de cultivo em larga escala, considerando o baixo custo de produção, promovendo adequado crescimento e valor nutricional para A. gracilis e D. birgei.

Cultivo de Ankistrodesmus gracilis (Reisch) Korsikov (Chlorophyta) em laboratório utilizando meio CHU12 e de macrófita com NPK

Two different culture media, namely CHU12 and inorganic fertilizer NPK (20-5-20) associated with macrophyte (Eichhornia crassipes) extract, were used to evaluate the development of A. gracilis. Growth rate, development, nutritional value and medium water quality were analyzed. A. gracilis in macrophyte+NPK medium had mean cell density (333x10(5) cells/mL) higher than medium CHU12 (302x10(5) cells/mL). Protein rate (12.52% PS), dry weight (397x10(7) pg/cell) and ashes (4.08x10(7) pg/cell) in A. gracilis was higher (p<0.05) than medium macrophyte+NPK. on the other hand, lipids, carbohydrates and fibers had the same rate (p>0.05) in both media. When hydrological variables in the culture medium of A. gracilis are taken into account, dissolved oxygen and free CO2 alone failed to have any significant difference (p>0.05) between the media employed. A. gracilis in the macrophyte+NPK medium had the same nutritional rate as the commercial medium CHU12, with excellent results for alga growth. Macrophyte medium may be used for large scale alga culture in the feed of fish larvae.

An evaluation of the trophic status of the Shen Reservoir by an analysis of phytoplankton composition and water characteristics

In an effort to evaluate the production potential of an artificial impoundment, the phytoplankton of the Shen reservoir was sampled from November 1981 to June 1982 at three stations during three periods of distinct seasonal hydrographic characteristics. The samples were subsampled and quantified. Most of the phytoplankton were identified to the species level. There were in all 53 species comprising Chlorophyceae contributing 36.70% with species of Volvox, Pediastrum, Closterium, Staurodesmus and Ankistrodesmus as dominant species in this group. The Cyanophyceae contributed 30.00% with species of Microcystis, Nostoc , and Oscillatoria as the dominant species. An analysis of temporal and spatial changes in composition and abundance of the various groups showed that these were influenced by water temperature, sampling period and station. Based on the trophic status of the most abundant species, the composition of the phytoplankton is indicative of a tropical reservoir with a moderate productivity for fish culture

Interações do cobre iônico com microalgas verdes

No presente trabalho foram utilizados micro-organismos fotoautotróficos para a bioacumulação de cobre em regime de batelada. Para tal, utilizou-se micro-organismos dos gêneros Ankistrodesmus, Golenkinia, Monoraphidium e Scenedesmus, em função da sua disponibilidade, facilidade de cultivo e diferenças morfológicas. Ensaios preliminares foram realizados utilizando diferentes concentrações de biossorvente, com o intuito de verificar a influência deste fator na eficiência do processo de captação. Os testes realizados em batelada incluíram também o estudo cinético e do equilíbrio, nos quais foi possível verificar que para todos os gêneros testados, o processo de captação do metal em soluções diluídas atingiu o equilíbrio quase instantaneamente. Em soluções de Cu2+ mais concentradas, observou-se diferenças entre os gêneros estudados, no tempo necessário para estabelecimento do equilíbrio. Além disso, observou-se uma alta eficiência no processo de captação de íons Cu2+ em solução por parte dos micro-organismos, com elevada captação de metal por grama de biomassa. As diferenças morfológicas entre os gêneros pareceram não influenciar significativamente a cinética e o equilíbrio do processo. Os ensaios em batelada foram realizados também empregando-se células de Golenkinia imobilizadas em alginato de cálcio, além de testes com o próprio alginato isento de micro-organismos como experimento-controle afim de verificar a influencia da imobilização nos parâmetros cinéticos e na capacidade de captação. A partir dos resultados obtidos nos ensaios em batelada com todos os biossorventes, testou-se em cada caso a aplicação de modelos cinéticos (pseudo 1 e 2 ordem) e modelos de equilíbrio (isoterma de Langmuir e Freundlich). Verificou-se que para o 4 gêneros que empregando-se células livres o modelo cujo os resultados se adequaram melhor foi o de Langmuir, enquanto que para células imobilizadas ambos modelos se mostraram adequados

Interações do lantânio com células livres e imobilizadas em alginato em regimes de batelada e contínuo

Este trabalho teve como objetivo descrever o potencial de biossorção de lantânio pelas microalgas Ankistrodesmus sp. e Golenkinia sp. livres e pellets de alginato de cálcio, com e sem as microalgas imobilizadas, a partir de soluções aquosas. Para isso foram realizados estudos em regime batelada e em coluna de leito fixo. Modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem e de segunda ordem e isotermas de equilíbrio de Langmuir e de Freundlich foram utilizados para a descrição quantitativa e a previsão do comportamento de adsorção do metal pelas biomassas livres e imobilizadas no sistema descontínuo. Os dados foram mais bem ajustados pelo modelo cinético de segunda ordem, com coeficientes de determinação (r2) maiores que 0,98. Foram obtidos tempos de equilibrio muito curtos, na faixa de 1-30 minutos. A isoterma de Langmuir foi a que melhor se ajustou aos dados experimentais, com valores de r2 maiores que 0,94. Foram observados valores de qmáx, isto é, a quantidade máxima de metal captado pelo biossorvente, entre 0,96 e 10,43 mmol/g. As células livres mostraram-se mais eficientes do que os pellets caracterizados com e sem os micro-organismos. Os pellets mostraram melhor potencial quando contendo microalgas imobilizadas, em comparação com eles puros. No estudo dinâmico, 12 L de solução contendo uma concentração de La (III) de 150 mmol/L ascenderam pela coluna contendo Ankistrodesmus sp. e Golenkinia sp. imobilizadas e pellets de alginato de cálcio puros durante 8 horas. No último minuto, os três biossorventes ainda apresentaram cerca de 80% de eficiência de remoção. Desta forma, o ponto de satuação não foi atingido. A rápida e alta capacidade de adsorção das microalgas revelou que sua aplicação em escala superior é possível em ambos os processos estudados, uma vez que a imobilização desses biomateriais não mudou a sua capacidade de sorção e nem o rápido contato entre o adsorvente e o soluto no processo de biossorção de lantânio

Effects of food quality on growth and biochemical composition of a calanoid copepod, Argyrodiaptomus furcatus, and its importance as a natural food source for larvae of two tropical fishes

Growth, reproduction and biochemical composition were analyzed for the copepod Argyrodiaptomus furcatus fed on the alga Ankistrodesmus gracilis grown in different media. The ingestion of this copepod by larvae of two species of tropical fishes was also evaluated. The mean peak density of the copepod population was 1369 individuals 1-1 for all four diets used, and the highest was 1387 individuals 1-1 on diet ARV (algae + ration + vitamins). A small copepod, A. furcatus tends to have a short life span. The smallest females did not attain maturity in the shortest time on all diets used. Food quality may play a major role in the dynamics of the biochemical composition of this copepod. Argyrodiaptomus furcatus was a more important food item for larvae of tambaqui (Colossoma macropomum) than of pacu (Piaractus mesopotamicus). However, it made up a large part of the gut contents of larvae of both species.

Alimento inerte e vivo no desempenho do mato grosso, (Hyphessobrycon eques)

Pós-graduação em Aquicultura - FCAV

Growth and development time of subtropical Cladocera Diaphanosoma birgei Korinek, 1981 fed with different microalgal diets

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Eficácia e ecotoxicidade do diquat em mistura com fontes de cobre para controle de Ceratophyllum demersum e alga unicelular e filamentosa

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV