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INFLUÊNCIA DE DIFERENTES MEIOS DE CULTURA SOBRE O CICLO DE VIDA E PRODUÇÃO DE ASTAXANTINA EM Haematococcus pluvialis

YLLANA FERREIRA MARINHO.
Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-215780

Resumo

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de diferentes meios de cultura sobre o ciclo de vida e produção de astaxantina em Haematococcus pluvialis, a fim de viabilizar sua aplicabilidade biotecnológica. Para cumprir com o objetivo proposto, esta tese foi realizada em dois capítulos. O primeiro capítulo avalia a influência dos meios de cultura com diferentes composições de nutrientes sobre o crescimento, ciclo de vida, composição bioquímica e produção de astaxantina pela microalga H. pluvialis. Cinco tratamentos foram realizados e os diferentes meios foram avaliados: BBM, Provasoli, Provasoli modificado, KM1 e MM2, em triplicata. As unidades experimentais foram condicionadas em erlenmeyers com volume útil de 2 litros, água doce tratada e enriquecida com 1 mL L-1 dos respectivos meios. As microalgas foram inoculadas com concentração inicial de 10 x 104 cél mL-1 e mantidas a 24 ± 1°C com aeração constante e fotoperíodo integral. Para avaliação do crescimento e ciclo de vida, amostras das culturas foram retiradas e contagens diárias foram realizadas em microscópio óptico, obtendo assim valores de densidade celular máxima e biomassa seca. A análise bioquímica foi realizada concomitantemente com o ciclo de vida. As amostras foram coletadas no início do experimento e a cada três dias para a avaliação das clorofilas (a e b) e astaxantina, e no início e final do experimento para análises de proteína bruta e ésteres metílicos de ácidos graxos (FAMEs). O segundo capítulo avaliou os diferentes floculantes para promover uma melhor colheita, obter a astaxantina sem deteriorá-la e permitir o reuso do meio floculado para um novo cultivo sem comprometer a composição bioquímica das microalgas. Para isso, o estudo considerou as duas fases de crescimento da microalga: cistos e a de crescimento vegetativo. Para as duas fases o delineamento experimental foi do tipo fatorial, testando cinco diferentes floculantes (fator 1) e quatro diferentes concentrações (fator 2), compondo-se de uma unidade controle (sem floculante), em triplicata. Os floculantes foram: policloreto de alumínio (PA); cloreto férrico (CF); hidróxido de sódio (HS); extrato salino da torta da semente de Moringa oleifera (ESM) e quitosana (QUI), e as concentrações testadas foram 50, 100, 150 e 200 ppm. Após a adição dos floculantes nas unidades experimentais, foram analisados a eficiência de floculação, o pH e o efeito dos floculantes na obtenção de astaxantina. Para a fase vegetativa após a floculação, o sobrenadante da floculação realizada a 100 ppm foi utilizado para investigar o reuso do meio floculado sobre o crescimento e composição bioquímica da microalga. Os resultados obtidos indicaram que os meios de cultura influenciaram no crescimento, ciclo de vida, biomassa seca, clorofilas, astaxantina, proteínas e ésteres metílicos de ácidos graxos. O meio Provasoli modificado se mostrou o mais adequado para o cultivo e produção de astaxantina por apresentar os melhores parâmetros de crescimento e de biomassa para a microalga H. pluvialis. Os floculantes e suas concentrações influenciaram na colheita de biomassa e obtenção de astaxantina. O floculante extrato salino da torta da semente de Moringa oleífera foi considerado o melhor floculante por apresentar eficiências de floculação acima de 90% sem deteriorar o carotenoide astaxantina. Os sobrenadantes provenientes da floculação com policloreto de alumínio, cloreto férrico, extrato salino da torta da semente de M. oleifera e quitosana podem ser reutilizados para um novo cultivo sem interferência no crescimento da microalga H. pluvialis.
The aim of this work was to evaluate the influence of different culture media on the life cycle and production of astaxanthin in Haematococcus pluvialis in order to facilitate its biotechnological applicability. In order to comply with the proposed objective, this thesis was carried out and divided in two chapters. The first chapter evaluates the influence of different culture media on the growth, life cycle, biochemical composition and astaxanthin production in the microalga H. pluvialis. Five treatments were performed, and the different media were evaluated: BBM, Provasoli, modified Provasoli, KM1 and MM2, in triplicate. The experimental units were conditioned in erlenmeyers with a useful volume of 2 liters of fresh water treated and enriched with 1 mL L-1 of the respective media. The microalgae were inoculated with an initial concentration of 10 x 104 cells mL -1 and maintained at 24 ± 1 °C with constant aeration and 24-hour photoperiod. To evaluate the growth and life cycle, samples were taken from the cultures and daily counts were performed under optical microscope, obtaining values of maximum cell density and dry biomass. The biochemical analysis was performed concomitantly with the life cycle. The samples were collected at the beginning of the experiment and every three days for the evaluation of chlorophylls (a and b) and astaxanthin, and at the beginning and end of the experiment to analyze crude protein and fatty acid methyl esters (FAMEs). The second chapter evaluates the different flocculants in order to promote a better harvest, obtain astaxanthin without deterioration and allow the reuse of the flocculated medium for a new cultivation without compromising the biochemical composition of the microalgae. In this regard, the study considered the two phases of microalga growth: cysts and vegetative growth. The experimental design was a factorial type in both experiments, testing five different flocculants (factor 1) and four different concentrations (factor 2), composed of a control unit (without flocculant), in triplicate. The flocculants were polyaluminium chloride (PA); ferric chloride (FC); sodium hydroxide (SH); Moringa oleifera seed cake extract (MSE) and chitosan (CHI); the concentrations tested were 50, 100, 150 and 200 ppm. After adding flocculants to the experimental units, the flocculation efficiency, pH and effect of the flocculants in obtaining astaxanthin were analysed. For the vegetative phase, the supernatant of flocculation carried out at 100 ppm was used to investigate the reuse of the flocculated medium on the growth and biochemical composition of the microalgae. The results indicate that the culture medium influenced the growth, life cycle, dry biomass, astaxanthin, proteins and FAMEs production. The modified Provasoli medium presented the best results for the cultivation and production of astaxanthin with the microalgae H. pluvialis. The flocculants and their concentrations influenced the flocculation efficiency in the biomass harvest and obtaining astaxanthin. The Moringa oleifera saline seed cake extract was considered the best flocculant showing efficiency of 90% without deterioration of the carotenoid. The supernatant from the flocculation with polyaluminium chloride, ferric chloride, M. oleifera saline seed cake extract and chitosan can be reused in a new culture without interfering with the microalgae growth.
Biblioteca responsável: BR68.1