UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARA DEPARTAMENTO DE ENGENHA-RIA DE PESCA
CURSO DE ENGENHARIA DE PESCA
FRED SOLON BATISTA CASTELLO BRANCO
EITO DA SALINIDADE NA PRODUÇÃO DE EXOPOLISSACARIDEOS PELA MICROALGA
SPIRULINA PLATENSIS.
FORTALEZA 2010
FRED SOLON BATISTA CASTELLO BRANCO
EFEITO DA SALINIDADE NA PRODUÇÃO DE EXOPOLISSACARIDEOS DA M IC ROA LGA
SPIRULINA PLATENS'S.
Trabalho supervisionado - Modalidade A - Monografia, submetido à Coordenação do Curso de Engenharia de Pesca, da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para obtenção do Titulo de Engenheira de Pesca.
Área de concentração: Biotecnologia
Orientador: Prof. Dr. Wladimir Ronald Lobo Farias.
FORTALEZA 2010
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação Universidade Federal do Ceará
Biblioteca Universitária
Gerada automaticamente pelo módulo Catalog, mediante os dados fornecidos pelo(a) autor(a)
C344e Castello Branco, Fred Solon Batista.
Efeito da salinidade na produção de exopolissacarídeos da microalga Spirulina platensis / Fred Solon Batista Castello Branco. – 2010.
22 f. : il.
Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Curso de Engenharia de Pesca, Fortaleza, 2010.
Orientação: Prof. Wladimir Ronald Lobo Farias.
1. Spirulina. 2. Exopolissacarídio. 3. Salinidade. I. Título.
FRED SOLON BATISTA CASTELLO BRANCO
EFEITO DA SALINIDADE NA PRODUÇÃO DE EXOPOLISSACARiDEO DA MICROALGA SPIRILINA PLATENSIS.
Monografia subinetida ii Coordenacfio do curso de graduaclio ern Engenharia de Pesca, da Universidade Federal do Ceani,como requisito parcial para a
obtenclio do titulo de Engenheiro de Pesca.
Aprovada cm:
BANCA EXAMINADORA
Prof Wladimir Ronald obo Farias, D.Sc. Orientador/Presidente
Prof. Alexandre Sampaio Holanda, Ph.D. Membro
Renato Teixeira Moreira, M.Sc. Membro
RESUMO
Conhecidas por sintetizar Compostos nobres com alto valor econômico e de grande importância biotecnológica, as microalgas cada vez mais são utilizadas em estudos que visam explorar ao máximo seu potencial. Neste estudo, foi analisada a produção de exopolissacarideos para o meio de cultivo (RPS) pela microalga Spiritlina plate/Isis cultivada
nas salinidades 14, 28 e 35. Os RPS, nos últimos anos, têm sido muito estudados, por conta das várias propriedades com importância biotecnologica. Para o desenvolvimento da cultura foram utilizados fetilizantes agricolas, a densidade foi medida a cada dois dias utilizando-se um espectrofotametro, tendo o cultivo dez dias de duração. O processo de separação da microalga do meio ocorreu na fase de redução do crescimento relativo, através de centrifugação da cultura a 10.000 rpm, por cinco minutos e adição de alcool etílico absoluto ao sobrenadante, para precipitação dos RPS brutos. Ern seguida, os RPS brutos foram secos em estufa a 60 °C por 24 horas. Para a pré-purificação dos RPS brutos os mesmos foram dissolvidos em uma solução de CaCl2 2 M e a mistura agitada por 40 min: em banho maria a 50 '3C. Após o período, a mistura foi centrifugada e ao sobrenadante adicionado álcool etilico absoluto para uma nova precipitação dos RPS. Finalmente, os RPS foram secos em estufa a 60 °C, sendo comparados os rendimentos obtidos do cultivos em cada salinidade. Os resultados mostraram que a microalga se desenvolveu bem melhor nas salinidades 28 e 35. Já a produção dos RPS foi bem maior na salinidade 28 quando comparada com as obtidas nas salinidades 14 e 35. Assim, a microalga não se desenvolveu bem em concentraçbes baixas de NaC1 e o estresse salino na salinidade 28 induziu a uma maior produção de RPS.
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Curvas de crescimento da microalga Spiruhna platensis nas diferentes salinidades,
os pontos se referem aos valores médios obtidos de três repetições 19 Figura 2: Rendimento (g) dos exopolissacarideos brutos produzidos para o meio de cultivo pela microalga Spirulina platensis (Arthrospira) em diferentes salinidades 20
Figura 3: Rendimento (g) dos exopolissacarideos pré-purificados produzidos para o meio de cultivo pela microalga Spirulina platensis (Arthrospira) em diferentes
SUMÁRIO
1 IN 1 AODUCÃo 9
1.1 PRODU0.0 DE MICROALGAS 9
1.2 BIOTECNOLOGIA DE MICROALGAS 10
1.3 POLISSACARIDEOS SULFATADOS DE ALGAS 11
1.4 SUBSTÂNCIAS POLIMFRICAS EXTRACELULARES (EPS) 12
2. MATERIAL E MÉTODOS 15
2.1. OB 1E1\100 DA M[CROALGA SPIR DUNA PLA I ENSIS 15
2.2. PREPARO DOS MEIOS DE CULTIVO 15
2.3. CULTIVO DA MICROALGA S.PLATENSIS 16
2.3.1. Montagem do experimento e acompanhamento do desenvolvimento da microalga
S. platensis. 16
2.3.2. Condições fisico-quitnicas 16
2.4. EXTRAÇÃO DOS EXOPOLISSACARÍDEOS DO IvMIO DE CULTIVO 16 2.5. PRE-PURIFICAÇÃO DOS RPS DO MEIO DE CULTIVO 17
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 18
3.1. CURVAS DE CRESCIMENTO DA MACROALGA SPIRULINA PLATENSIS 18
3.2. PRODUÇÃO DE EXOPOLISSACARIDEOS. 19
4. CONCLUSÕES 23
9
1 INTRODUÇÃO
1.1 Produção de microalgas
As microalgas são utilizadas pela humanidade há séculos, principalmente, como alimento. Com o passar do tempo, as pesquisas com microalgas foram direcionadas para o desenvolvimento de culturas em larga escala em ambientes abertos, através do aprimoramento de estruturas de cultivo que se encontram atualmente em operação em várias regiões do mundo (BOROW1TZKA, 1999).
Os primeiros relatos do consumo de microalgas pela humanidade datam de 2000 anos atrás, quando chineses consumiam a microalga Nostoc para sobreviverem (SPOLAORE et al., 2006). Há relatos do consumo de diferentes espécies da microalga Spirulina, por povos nativos do México, próximo ao lago Texcoco e por tribos africanas da regido do lago Chade (FA0,2008).
Os cultivos comerciais de microalgas, com produções em larga escala, iniciaram no inicio dos anos 60, no Japão, com a produção de cloroficeas do gênero Chlorella seguida, na década de 70, do estabelecimento de culturas de cianoficeas do gênero Spirulina
(Arthrospira) no México, sendo o cultivo desta última incrementado pela sua facilidade de
colheita no ambiente natural, onde é atualmente cultivada em mais de 22 países inclusive no Brasil (SPOLAORE et al., 2006).
A maioria das espécies utilizadas na atualidade permaneceu na obscuridade por muito tempo e só a partir do século XIX passaram a ser estudadas com maior intensidade, mas somente após a 2' Guerra Mundial surgiu um grande interesse no cultivo comercial de microalgas para a produção de biocombustiveis, principalmente, em decorrência da grande crise internacional na indústria petrolífera ocorrida na década de 1970. 0 crescimento rápido e a produtividade elevada das microalgas vêm estimulando, há algumas décadas, pesquisas para o aproveitamento de sua biomassa, sendo considerado um recurso renovável e, com a viabilização de empreendimentos comerciais, também como fonte de renda (LOURENÇO, 2006).
Atualmente, devido a enorme pressão para a produção e consumo de fontes alternativas de combustíveis, despertou-se, mais uma vez, o interesse em se cultivar
10
microalgas como uma fonte renovável de biocombustíveis, tais como metanol, biodiesel e biohidrogênio. Mesmo possuindo um custo de produção mais elevado que o de plantas superiores, o uso de microalgas para este fim torna-se viável, visto que não ocupa areas agricultáveis destinadas a plantação de grãos para a alimentação (CMSTI, 2007).
Atualmente, a maior quantidade de indústrias envolvidas no cultivo de microalgas é encontrada nos Estados Unidos e a Earthrise Nutritionals é a maior de todas as indústrias com 43 hectares, localizada no deserto de Sokora na Califórnia. Na América do Sul, destaca-se o Grupo Solarium de Biotecnologia Adequada ao Dedestaca-senvolvimento do Dedestaca-serto, uma empresa chilena, localizada no deserto do Atacama, porém as maiores produções são encontradas na China onde, em 2004, foram produzidas 41.570 toneladas de biomassa somente de Spirulina, o que rendeu 16.6 milhões de dólares aos chineses (FAO, 2008).
1.2 Biotecnologia de microalgas
Existem várias aplicações comerciais para as microalgas, como seu uso para aumentar o valor nutricional de alimentos destinados ao homem e— animais, sendo parte essencial da dieta das primeiras fases de vida de organismos destinados a aquicultura, bem como sua incorporação em cosméticos, sua utilidade no tratamento de efluentes de esgotos domésticos e na fixação do CO2 emitido para a atmosfera, reduzindo os impactos causados por este gas ao meio ambiente (DE-BASHAN et al., 2008).
A utilização de microalgas não 6 restrita à aquicultura, pois se estende desde a indústria de substancias químicas farmacêuticas, até a industria alimentícia humana com a produção de vitaminas, carotenéides, géis e suplementos alimentares diversos (BOROWITZKA,1999). Além da possibilidade de uso no tratamento de esgotos domésticos, as microalgas também podem ser utilizadas no tratamento de efluentes industriais, como no caso da vinhaça, obtida do processamento da cana-de-açúcar. O desenvolvimento das microalgas na vinhaça pode ainda ser acelerado pela adição de CO2 à cultura e a biomassa resultante servir para gerar energia, a partir da produção de biogas (DOUSICOVA et al., 2010).
11
A biotecnologia aplicada As algas tem apresentado grandes avanços, sobretudo nas Ultimas três décadas e alguns gêneros de microalgas como Botgococcus, Chlorella,
Dunaliella, Haernatococcus e Spiruhna sendo cultivadas para produção de proteínas,
astaxantina, P-caroteno, glicerol, farmacos e biocombustíveis, além de outros compostos químicos finos (SPOLAORE et al., 2006). As aplicações da contribuem de maneira significativa na melhoria da qualidade de vida da sociedade moderna, haja vista a atual preocupação corn a saúde humana (MULITERNO et al., 2005).
Assim, o uso de microalgas para aplicações biotecnológicas tem adquirido muita importância nas Ultimas décadas devido a utilização da biomassa em alimentos e rações, a obtenção de produtos de alto valor econômico e também suas aplicações ecológicas. Com o avanço dos estudos, o mercado expande cada vez mais as aplicações das microalgas em novas areas, devido a enorme diversidade de espécies e, com o apoio da engenharia genética, novos produtos têm sido obtidos, a partir de culturas cada vez mais sofisticadas visando atender a alta demanda das indústrias alimentícia e farmacêutica (PULZ; GROSS, 2004).
O uso dos compostos bioativos extraídos das microalgas são considerados, na atualidade, uma das alternativas mais importantes na prevenção de infecções bacteriológicas em animais e em humanos, o que reduz o uso de antibióticos (GUZMAN-MURILLO; ASCENCIO, 2000).
1.3 Polissacarideos sulfatados de algas
Por definição, os polissacarídeos sulfatados (PS) são polímeros formados por unidades repetitivas de açucares e carregados negativamente devido à presença de radicais sulfato (STYER, 1996). Segundo Percival e McDowel (1967), os PS estão presentes nas algas pardas, vermelhas e verdes na forma de fucanas (fucoidanas), galactanas (carragenanas e Agues) e arabino-galactanas, respectivamente.
Os PS podem ocorrer na forma de polissacarídeos livres (CHAKRABATI: PAK, 1980) ou ligados covalentemente a uma cadeia polipeptidica, formando os proteoglicanos (RUOSLAHTL 1989). Estudos com PS de macroalgas têm mostrado que suas estruturas
12
variam de espécie para espécie e, As vezes, em diferentes partes das mesmas (DIETRICH et al., 1995).
A complexidade na estrutura desses compostos se deve as muitas possibilidades de ligações entre os monossacarideos e à distribuição de grupos sulfato (ALVES, 2000). Por serem estudados há mais tempo, muitos polissacarídeos sulfatados extraídos de macroalgas já possuem sua caracterização estrutural definida (Figura 1), sendo escassos os relatos de caracterização estrutural de polissacarídeos extraídos de microalgas, o que dificulta os estudos referentes a estes.
Sendo assim, cada polissacarideo pode possuir conformação estrutural única e, portanto, apresentar atividades biológicas diferentes ou mais potentes de que outros polissacarídeos, ou outros compostos já descritos. Além disso, diferentes métodos de extração podem, também, resultar em atividades biológicas distintas de um mesmo composto. Deste modo, a identificação de um novo PS ou o desenvolvimento de um novo método de extração vem sempre acompanhada de perspectivas para descoberta de um novo fármaco (ROCHA et al., 2004).
De modo geral as algas, microalgas e plantas, produzem polissacarídeos de grande interesse comercial, muito úteis principalmente para indústrias como a de cosméticos, alimeticias e téxteis, sendo usados como espessantes, estabilizantes e emulsificadores (ROCHA et al., 2004).
Diferentemente das macroalgas, que geralmente são coletadas no ambiente natural para a extração de PS, as microalgas podem ser facilmente cultivadas para a extração destas substâncias em grandes quantidades e em curtos períodos de tempo (SIMON-BERCOVITCH; BAR-ZVI; ARAD, 1999).
1.4 Substâncias poliméricas extracelulares (EPS)
As microalgas produzem uma grande quantidade de compostos oriundos do metabolismo que são sintetizados no final da fase de crescimento exponencial e inicio da fase de redução do crescimento relativo (SKULBERG, 2000). Essas macromoléculas, produzidas
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não so por microalgas mas também por bactérias e cianobactérias, são conhecidas e comumente chamadas de substancias poliméricas extracelulares, ou simplesmente EPS
(extracelullar polirneric substances) (COMTE; GULBAUD; BALTDU, 2008).
Algumas dessas substâncias mantêm ligações consideradas fracas, podendo se desprender facilmente da célula e passar a fazer parte do meio de cultivo, sendo consideradas como "frações desligadas". Muitos estudos são realizados no sentido de se criar métodos que aumentem a eficácia de isolamento de EPS, provenientes das mais diferentes fases do cultivo de microalgas (XU et.al., 2009).
Na década de 50, já se sabia que muitas cianobactérias eram capazes de sintetizar polissacarídeos extracelulares, que são liberados no ambiente de cultivo. Atualmente, cerca de espécies são estudadas pela capacidade de produção destas moléculas denominadas de RPSs (released polysaccharides) visando determinar, principalmente, os açúcares que compõem estes polímeros. Durante o desenvolvimento das culturas, principalmente pelo método estacionário ou "batch", grandes quantidades destes polissacarideos são liberados e dissolvidos no meio de cultivo, causando um aumento progressivo na viscosidade do mesmo (DE PHILIPP'S; VICENZINI, 1998). Nos últimos anos, os RPS têm sido muito estudados por conta de algumas vantagens em sua obtenção, tais como produção independente de condições climáticas, maior rapidez na obtenção do produto, maior estabilidade e qualidade durante todo o ano sem ser afetado por safras e variações climáticas, em contraste com os polissacarídeos extraídos de plantas e macroalaas (HERNANDEZ-GUERRERO et al., 2000).
As principais hipóteses para a produção de RPS por microorganismos são a proteção celular contra o estresse em ambientes extremos como salinas e desertos ou outras condições prejudiciais como dessecação e presença de predadores, além de atuarem como agentes antibacteriológicos (DE PHILIPP'S; VICENZINI, 1998). Ainda segundo os autores, uma outra possível atividade para os polissacarídeos de cianobactérias é proteger a enzima nitrogenase de possíveis efeitos prejudiciais do estresse oxidativo.
Os RPS de microalgas podem, também, ter seu grau de sulfatação aumentado quimicamente e assim combater o desenvolvimento de células cancerosas, exibindo propriedades com potencial uso terapêutico (GERESH; MAMONTOV; WEINS tEIN, 2002). No entanto, para que o desenvolvimento desta biotecnologia possa avançar é necessário conhecer detalhes da forma estrutural destes complexos polimeros (GERESH et al., 2009).
Diante do exposto, o objetivo do presente trabanho foi cultivar a cianobactéria
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2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1. Obtenção da microalga Spirulina platensis.
As cepas da microalga S. platensis, utilizadas neste estudo, foram obtidas na estação de piscicultura Prof. Raimundo Saraiva da Costa, do Departamento de Engenharia de Pesca, Centro de Ciências Agrarias da Universidade Federal do Ceara. (DEP/CCATUFC), onde é cultivada em uma caixa de polietileno de 1000 L na salinidade de 35. Para a obtenção do inoculo, foram filtrados 250 L da cultura utilizando uma bomba elétrica com vazão de 1000 L If% sendo os tricomas retidos em uma tela de 60 p.m. Após a filtragem, a biomassa foi lavada com água destilada ate zerar a salinidade que foi determinada corn urn refratórnetro portátil Atago.
2.2. Preparo dos meios de cultivo.
Neste estudo foi utilizado um meio alternativo preparado com água doce, 10 g L-1 de bicarbonato de sódio (NalIC03) e os fertilizantes agrícolas nitrogênio, fósforo e potássio (NPK) na concentração de 1 g Ul e 0,1 g Li. de superfosfato triplo (SPT).
Para que os meios de cultivo atingissem as salinidades de 14, 28 e 35 adicionou-se cloreto de sódio (NaC1) nas concentrações de 12.6, 25.2 e 31.5 g L-1_ A salinidade final dos meios de cultivo foi determinada com um refratômetro Atago
Os meio de cultivos foram preparados a partir de 6 L de água doce, aos quais foi, inicialmente, adicionado o sal nas quantidades previamente definidas, seguido da adição do bicarbonato de sódio. Após a dissolução completa dos sais, os fertilizantes NPK e SPT foram macerados e adicionados para completar a composição do meio, que foi igualmente dividido em 3 recipientes de vidro transparentes. Em seguida, o meio de cultura foi submetido aeração durante 24 horas, para que os fertilizantes se dissolvessem por completo e o pH se estabilizasse.
16
2.3. Cultivo da microalga S.platensis.
2.3.1. Montagem do experimento e acompanhamento do desenvolvimento da microalga S.
platensis.
O cultivo foi realizado no laboratório de Planctologia do Departamento de Engenharia de Pesca da Universidade Federal do Ceará. Foram utilizados, três recipientes com capacidade para 3L, com um volume útil de 2L, constituindo três repetições para cada urna das salinidades utilizadas. O acompanhamento do cultivo foi realizado através da detenninação da densidade óptica a 680nm (D0680.„), a cada dois dias, de uma aliquota de 1 mL da cultura, utilizando urn espectrofotõmetro.
2.3.2. Condições flsico-quimicas
Os cultivos foram realizados sob iluminação constante fornecida por duas lâmpadas fluorescentes de 40 W com iluminância em torno de 2000 lux. A temperatura do ambiente de cultivo foi mantida constante em 25 °C, através do uso de um condicionador de ar e o pH do cultivo ficou em torno de 9,0. A iluminância foi determinada com um luximetro
digital e o pH através de um medidor de pH de bancada.
2.4. Extração dos exopolissacarideos do meio de cultivo.
De cada fase do experimento, foram retiradas 6 amostras de 250 mL, sendo duas de cada repetição totalizando 18 amostras. Todas as amostras foram submetidas a um processo de centrifugação (10.000 rpm), durante 5 minutos, para a completa separação da microalga do meio de cultivo. Para a extração dos RPS, foram adicionados, a cada volume do meio, dois volumes de álcool etílico absoluto gelado (2:1; v/v) e a mistura permaneceu em
17
repouso por 24 horas a 4 °C, para a precipitação dos RPS. Finalmente, a mistura foi novamente centrifugada e o pellet foi seco, durante 24 horas, em estufa a 60 °C.
2.5. Pré-purificação dos RPS do meio de cultivo
O processo de pré-purificação dos RPS se deu por meio do uso de cloreto de cálcio. Para isso, os RPS foram dissolvidos em solução de CaCl2 2 M onde os RPS. foram dissolvidos . Em seguida, a mistura foi levada ao banho-maria a 50 °C, sob agitação constante por 40 minutos. A mistura foi então centrifugada e, ao sobrenadante, foram adicionados três volumes de álcool etílico absoluto gelado (3:1; v/v), sendo a solução mantida em repouso, a 4 °C por 1 hora para uma nova precipitação dos RPS. Finalmente, a solução foi novamente centrifugada (10.000 rpm; 5min.) e o precipitado foi seco na estufa a 60 °C por 24 horas.
18
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1. Curvas de crescimento da microalga Spirtdina piatensis.
A curva de crescimento expressa o incremento da biomassa de uma cultura de microalgas, em um dado espaço de tempo (ROCHA, 2001). De acordo com Da Silva (2004), existe uma relação direta entre a densidade óptica da cultura, obtida por meio do espectrofotõmetro a 680nm (DO68on.), e a densidade de tricomas de Spirulina platensis (n° tricomas m L-1). Segundo o mesmo autor, a intensidade da cor da cultura, aumenta na medida em que o número de células se eleva, como também foi observado em laboratório por Oliveira( 2007), quando cultivou a microalga Dunaliella sp. No presente trabalho, o acompanhamento do cultivo foi realizado através da densidade óptica, já que existe esta forte correlação.
0 desenvolvimento da cultura de S. platensis (Figura 1) ocorreu de acordo com o esperado para as microalgas em geral (LOURENÇO, 2006), em todos os tratamentos e repetições, sendo seu ciclo acompanhado ate o décimo dia de cultivo e, durante o seu desenvolvimento, foram observadas três fases distintas. A fase inicial, denominada de indução ou lag, ocorreu em torno dos quatro primeiros dias de cultivo. Nesta fase, a taxa de crescimento normalmente é baixa, pois se trata de um período de adaptação da microalga ao meio de cultura. Nos dois dias seguintes, observou-se um acentuado crescimento na cultura, pois a microalga, após a sua adaptação ao ambiente de cultivo, acelera, o processo de duplicação de células, sendo esta a fase de crescimento exponencial ou log. Nos dias seguintes, devido a redução da disponibilidade de nutrientes, o auto-sombreamento e também a um certo aumento da concentração de metabólitos houve uma queda na taxa de crescimento da cultura, ocorrendo a fase de redução do crescimento relativo e foi neste momento que a cultura foi filtrada, ou seja, no final da fase exponencial de crescimento. Embora o padrão de desenvolvimento tenha sido o mesmo nas três salinidades utilizadas, se observou um desenvolvimento muito baixo quando se usou a salinidade 14. Nos outros dois tratamentos, nas salinidades 28 e 35, as culturas obtiveram curvas de crescimento que não diferiram entre si ao longo dos dias.
4 6 Tempo (dias)
Figura 1. Curvas de crescimento da microalga Spirulina platensis nas diferentes salinidades, os pontos se referem aos valores médios obtidos de
vas
repetições.Trabalhando em condições semelhantes, Soares (2005) observou que o cultivo da microalga
Haematoccocus pluvialis
apresentou uma fase de indução que chegou até o quarto dia após o inicio da cultura, sem ocorrência de mortalidade celular acentuada.3.2. Produção de exopolissacarideos.
No presente estudo, foram analisados os rendimentos dos exopolissacarideos extraídos do meio de cultivo (RPS) de
S.platensis,
na forma bruta e na forma pré-purificada, nas diferentes salinidades (14, 28 e 35), no sentido de se avaliar em qual destas a produção se daria de forma mais efetiva.Para se obter um maior rendimento na extração de RPS é importante que a extração ocorra na fase exponencial de desenvolvimento, pois nesta fase da cultura ocorre uma máxima produção celular (LOURENÇO, 2006).
Após a extração dos RPS da microalga
S. platensis,
o que se constatou foi que os melhores resultados, tanto para os RPS brutos como para os RPS pré-purificados, foram obtidos na salinidade 28 (Figuras 2 e 3). Nesta salinidade, foram obtidas 1,2 g de RPS brutos,19
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valor significativamente superior aos obtidos nas salinidades 14 (0,56 g) e (0,71 g). Neste caso, o valor de RPS bruto obtido na salinidade 35 também foi superior ao obtido na menor salinidade (Figura 2).
14 28
Salinidade
Figura 2. Rendimento (g) dos exopolissacarideos brutos produzidos para o meio de cultivo pela microalga Spirulina platensis Orthrospira) em diferentes salinidades.
Após a pré-purificação dos RPS, a tendência observada para o rendimento dos RPS pré-purificados continuou praticamente a mesma. O maior valor, como esperado, foi observado na salinidade 28, quando foram obtidas cerca de 0,29 g, após a pré-purificação em solução de CaC12. Este valor foi significativamente superior aos obtidos nas salinidades 14 (0,15 g) e 35 (0,18 g) que, neste caso, não diferiram estatisticamente entre si (Figura 3).
21 0,3 ba 0, •-•-• o In o. 0,1 0,0 - - 14 28 Salinidade 35
Figura 3. Rendimento (g) dos exopolissacarídeos pré- purificados produzidos para o meio de cultivo pela microalga Spirulina platensis Orthrospira) em diferentes salinidades.
Os estudos dos fatores que atuam na produção de RPS por cianobactérias são bastante escassos. Estes estudos são necessários no sentido de se obter o conhecimento das condições ideais para a produção destes polímeros. A maior parte dos estudos realizados neste sentido avalia a influência das concentrações de nitrogênio no meio de cultivo (PHILLIPIS;VMENZINI, 1998). Segundo estes autores, as cianobactérias, corno a microalga S. platensis, produzem RPS como estratégia metabólica para a sobrevivência em condições desfavoráveis e esta produção também pode estar associada à proteção do microorganismo contra a dessecação, ação de protozoários, na formação de biofilmes, entre outros.
O cultivo de S. platensis na salinidade 14 apresentou o menor rendimento entre as experimentadas. Quando a microalga foi cultivada na salinidade 28 se destacou, tanto pelo alto rendimento na produção de RPS, quanto pelo excelente desempenho do cultivo. Este fato pode ser atribuído ao estresse salino que a cultura foi submetida, já que esta cepa de S.
platensis normalmente é cultivada na salinidade de 35. No entanto, também deve ser levado em conta o excelente desenvolvimento da cultura que, nesta concentração de NaC1, foi semelhante ao obtido na salinidade 35. Se traçarmos um paralelo entre a produção de RPS, na salinidade 14 e 28, poderiamos descartar o fator estresse salino como sendo o único responsável pela diferença na produção, haja vista que ele esteve presente nas duas condições (14 e 28), porém na salinidade 14 a concentração de NaC1 no meio não foi suficiente para o
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perfeito desenvolvimento da cultura com a densidade algal atingindo níveis significativamente menores. Logo a menor densidade de tricomas justificou a diferença nos resultados observada entre as duas salinidades utilizadas.
Quando comparamos o cultivo realizado na salinidade 35, com o desenvolvido na salinidade 14, observamos que não houve diferença significativa na produção de RPS em ambas as situações. Deste modo, o cultivo realizado na salinidade 35 apresentou um excelente desenvolvimento, porém, como este não sofreu estresse salino, pois a cepa já é cultivada nesta salinidade, não houve estimulo para a produção de RPS. Assim, nas salinidades 14 e 35 não são indicadas para a produção de RPS pela microalga S. platensis.
Guzman-Murillo et al. (2007) cultivaram a microalga PhaeodacO>lunt tricornuium e, a apatir de 500 mL de meio de cultivo, conseguiram extrair 0,42 a- de RPS.
Este resultado é inferior ao obtido no presente estudo com S. platensis, quando foram extraídos os RPS do meio de cultivo na salinidade 28. Nesta salinidade, a partir de 250 mL de meio, foram obtidos 0,29 g de RPS pré-purificados.
Mishra JHA2009) cultivou, em laboratório, a microalga Dunaliella salina e
analisou a produção de RPS nas salinidades 0,5, 1,0 , 2,0 3,0 , 4,0 e 5,0 M, de NaC1 e observou uma forte relação entre a salinidade e a produção de RPS. Os autores obtiveram uma maxima produção do polímero a 5M de NaCl e concluíram, que esta espécie se destaca pela capacidade de se desenvolver em salinidades extremas e a produção de RPS aumenta, na medida em que se eleva a salinidade do meio.
Os polisssacarideos sulfatados também podem ser extraídos da biomassa algal. Da Silva (2004), cultivou, em condições laboratoriais, a cianobactéria S. platenssis e obteve, a
partir de 2 g da microalga seca, um rendimento médio de 0,57g. Já Oliveira (2007) obteve um rendimento de apenas 0,2 g por grama da biomassa seca da microalga Dunaliella sp. No
entanto, é necessário avaliar se os polissacarídeos existentes na biomassa são os mesmos produzidos para o meio de cultivo. Estudos preliminares neste sentido indicam que os RPS apresentam o mesmo perfil cromatografico em coluna de troca iônica (com. pess.) sugerindo uma grande semelhança.
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4. CONCLUSÕES
O presente trabalho apresentou resultados muito interessantes, haja vista que a cianoticea S. platensis é uma microalga bem mais fácil de ser cultivada em larga escala, pois apresenta alta resistência a condições ambientais adversas. Com a crescente demanda do mercado por biopolímeros, o cultivo desta espécie, para esse fim, se apresenta como uma alternativa
De acordo com os resultados obtidos neste estudo, podemos concluir que a microalga Spirulina platesis apresentou menor desenvolvimento quando cultivada na salinidade 14 e um excelente crescimento nas salinidades 28 e 35. No que se refere aos RPS extraídos do meio de cultivo, a cianobactéria demonstrou considerável capacidade de produção, sendo a maior, na cultura realizada na salinidade 28.
Assim, a extração de RPS do meio de cultivo seria uma boa ferramenta para otimizar a produção destas moléculas.
REFERENCIAS
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BOROWITZKA, M. A. Commercial production of microalgae: ponds, tanks, tubes and fermenters. Journal of Biotechnology, v.70, p.313-321, 1999.
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