Efeito da matéria orgânica dissolvida na concentração da microalga marinha Nannochloropsis oceanica

Autor: Milene Cacciamani Teixeira Roselet  (Currículo Lattes)
Orientador: Dr Paulo Cesar Oliveira Vergne de Abreu

Resumo

Microalgas marinhas do gênero Nannochloropsis são comumente utilizadas na aquicultura como alimento vivo e, atualmente, são reconhecidas como uma promissora fonte de biocombustível e bioprodutos com aplicações nas indústrias farmacêutica e alimentícia. No entanto, a produção em larga escala de microalgas encontra dificuldades principalmente na coleta e concentração destes microrganismos. O processo de concentração e sedimentação de células com o uso de floculantes é mais eficiente e rentável do que outros. Entretanto, este método ainda apresenta muitos problemas técnicos que impedem sua a plena operacionalização. Dentre os maiores problemas, a matéria orgânica dissolvida (MOD) produzida pelas microalgas é reconhecida como um grande interferente no processo de concentração das células, acarretando no aumento da demanda de floculantes e até mesmo podendo inviabilizar o processo. Nesta Dissertação foi avaliado o efeito da matéria orgânica no processo de concentração através da quantificação e qualificação da mesma e também pela sua retirada do meio de cultura utilizando um “skimmer”. O crescimento das microalgas foi monitorado em dias alternados num sistema de cultivo de 250 L. Amostras de 100 mL de cultivo foram filtradas em filtros de membrana de 0,45 μm de poro para obtenção da MOD e sua posterior quantificação e caracterização pelo carbono orgânico dissolvido (COD), absorbância a 254 nm (UV), além de concentração de proteínas e carboidratos. Todos estes fatores aumentaram ao longo do cultivo. A eficiência de concentração para a microalga N. oceanica foi testada nas frações particulada (MOP - > 0,7 μm) e dissolvida (MOD - < 0,45 μm) separadas por filtros 0,7 μm e 0,45 μm. Como floculante foi utilizado o polímero natural Tanfloc. As frações que continham apenas MOP resultaram em eficiência de concentração superior a 90%, enquanto que os tratamentos que continham MOD na sua composição não ultrapassaram 30% de eficiência, demonstrando que a MOD é a parte da matéria orgânica que mais interfere no processo. Num segundo experimento, ao atingir as fases de crescimento exponencial e estacionária, 2 litros de cultivo foram coletados. As amostras foram centrifugadas para remoção das microalgas e, em seguida, filtradas em filtro de membrana de 0,45 μm para coleta da MOD, posteriormente fracionada por hidrofobicidade através de resinas XAD 7HP e XAD 4. A eficiência de concentração foi testada em 3 frações de matéria orgânica dissolvida: hidrofóbica (HPO), transfílica (TPH) e hidrofílica (HPI), onde foram ressuspendidas células de N. oceanica. Nas fases exponencial e estacionária a 2 pior eficiência foi observada no Controle Positivo (cultivo), seguido pela fração HPI  com as menores eficiências dentre as frações testadas. A fase estacionária apresentou a pior eficiência de concentração, tanto no Controle Positivo quanto na fração HPI. Leituras de UV e concentrações de COD e proteínas aumentaram de uma fase para outra no Controle Positivo, enquanto que a concentração de carboidratos diminuiu. Desta forma se conclui que a maior concentração de proteínas na MOD interfere negativamente na floculação. A eficiência da concentração também foi testada em um terceiro experimento com a retirada de MOD pelo uso de “skimmer” obtendo-se excelentes resultados (93%), não havendo diferença estatística em comparação com o tratamento Controle Negativo (97% - sem matéria orgânica). O “skimmer” foi eficiente na retirada principalmente de proteínas do cultivo. Além disso verificou-se que o seu uso não afetou a integridade das células de N. oceanica. Os experimentos foram realizados em triplicata. Como os dados nos 3 experimentos apresentaram distribuição normal e foram homocedásticos, foi usada ANOVA e teste post hoc de Tukey (p<0,05). Este projeto foi desenvolvido no Laboratório de Produção de Microalgas da Universidade Federal do Rio Grande – FURG, no período outubro de 2015 a fevereiro de 2017.

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