Revisão bibliográfica do projeto Microalgas

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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA DO PROJETO MICROALGAS

BIBLIOGRAPHIC REVIEW OF THE MICROALGAS

PROJECT

REVISIÓN BIBLIOGRAFICA DEL PROYECTO

MICROALGAS

Isadora Batista Borges1

Gabriela De Nadai Mauri2

Rodrigo Randow de Freitas3

Resumo: Este estudo tem por objetivo a verificação da situação das publicações relacionadas as microalgas por meio de análise bibliométrica e sistêmica, identificando comportamentos de literatura a partir de uma ampla revisão bibliográfica em relação ao tema.

Palavras-chave: Revisão bibliométrica. Microalgas. Análise sistêmica.

Abstract: This study aims to verify the situation of publications related to microalgae through bibliometric and systemic analysis, identifying literature behaviors from a broad bibliographical review in relation to the theme. Keywords: Bibliometric review. Microalgae. Systemic analysis.

Resumen: Este estudio tiene por objetivo la verificación de la situación de las publicaciones relacionadas con las microalgas por medio de análisis bibliométrico y sistémico, identificando comportamientos de literatura a partir de una amplia revisión bibliográfica en relación al tema.

Palabras-clave: Revisión bibliométrica. Las microalgas. Análisis sistémico.

Envio 02/11/2017 Revisão: 12/11/2017 Aceite: 11/06/2018

Introdução

As microalgas consistem em uma variedade de organismos autotróficos, procarióticos ou eucarióticos. A estrutura unicelular das microalgas permite que elas convertam facilmente a energia solar em energia química. Essa conversão bioquímica está sendo aproveitada comercialmente para a obtenção de biomassa de microalgas e, consequentemente, de produtos de aplicação comercial (Brennan; Owende, 2010; Harun et al., 2010; Chen et al., 2011; Singh et al., 2011).

1 _{Graduada. Universidade Federal do Espírito Santo. E-mail: [email protected]} 2 _{Graduada. Universidade Federal do Espírito Santo. E-mail: [email protected]} 3 _{Doutor. Universidade Federal do Espírito Santo. E-mail: [email protected]}

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A maior parte dos custos da produção de microalgas são as fontes de nutrientes (Vonshak, 1997), podendo variar de acordo com a fonte dos nutrientes. Assim, tem-se estudado alternativas para a nutrição das microalgas com a utilização de águas residuais de estações de tratamento de esgoto doméstico (Bhatnagar et al., 2011), águas residuais de atividades agropecuárias (Kumar; Miao; Wyatt, 2010) e do setor industrial.

O potencial de produção de biodiesel de microalgas teve seu marco acadêmico com a publicação do pesquisador Chisti (2007), o qual apontou as microalgas como a possível fonte de óleo renovável e não competidora com a indústria alimentícia. Segundo o autor, microalgas podem apresentar até 80% de óleo em peso de biomassa seca. Sendo que, porcentagens de 20 a 50% são bastante comuns para algumas espécies.

A biotecnologia das microalgas tem sido desenvolvida para diferentes aplicações comerciais. No que diz respeito aos biocombustíveis, algumas microalgas têm altos níveis de lipídios, os quais podem ser transesterifcados em biodiesel. (Brennan; Owende, 2010; Dasgupta et al., 2010; Harun et al., 2010; Chen et al., 2011; Singh et al., 2011). Assim, o desenvolvimento de um sistema de cultivo (produção de microalgas) em sistema fechado, automatizado, maximiza a produção de óleo, que é a principal matéria-prima para produção de biocombustível.

Metodologia

A revisão sistemática foi realizada com base em dados eletrônicos oficiais pelo período de 1988 a 2016, gratuitos e disponíveis, por exemplo no Scielo, ResearchGate, Springer, o Google Acadêmico e o Portal de Periódicos CAPES, nos idiomas inglês, espanhol ou português. Além disto utilizou uma base de dados para a busca dos artigos, a WoS (Web of Science)

Institute for Scientific Information (ISI), amplamente utilizada para divulgação de pesquisas

científicas em mais de 12 mil títulos (King, 2015), abrangendo revistas de maior fator de impacto quando comparada com a base de dados Scopus, porém com uma coleção menor (Chadegani et al., 2013). Para a seleção das referências sobre o cultivo das microalgas foi utilizado o termo “Microalgae”. A busca procedeu com o refinamento do resultado para um único tipo de documento (Article).

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Portanto, após a busca nas bases de dados, os estudos foram submetidos ao primeiro filtro que correspondeu a leitura do título, palavras-chave e resumo, enquanto o segundo filtro compreendeu a leitura do artigo completo.

A análise bibliométrica dos dados se deu, além do Microsoft Excel, por meio do software CiteSpace III®, que permite mapear e visualizar tendências na literatura científica (Chen, 2006). A partir do CiteSpace III®, foram analisados os indicadores de frequência, de densidade e de centralidade.

Esse software tem a capacidade de detectar e analisar tendências e padrões em redes de citações de documentos científicos (Chen, 2006) e, assim, viabilizar a identificação do histórico e evolução dos assuntos abordados pelos artigos, o que é um dos objetos de interesse desse trabalho.

Utilizou-se um refinamento de categoria para chegar ao tamanho da amostra 2, filtrando dentro da primeira amostra (15.978 artigos), as categorias “Biotechnology applied

microbiology”, “energy fuels” e “engineering chemical”. Com isso chegamos a amostra 2 com

um total de 5.376 artigos.

Devido ao tamanho da amostra (5.376 artigos), optou-se por utilizar as publicações que possuem maiores citações por ano a partir do ano de 2010. Conforme Figura 1, percebe-se uma maior quantidade de artigos estão dentro dos últimos 10 anos. Ressaltando a análise dos artigos mais citados na atualidade, trazendo temas interessantes em relação as microalgas.

Figura 1 - Quantidade de publicações e citações por ano.

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Resultados e Discussão

As seções seguintes apresentam os principais resultados das pesquisas, que são divididos em duas etapas. A primeira se refere a análise dos artigos da amostra de 5.376 artigos que foram selecionados, compreendendo informações em relação aos países de origem, dispersão anual, categorias em que estão presentes na base de dados do Web of Science e principais periódicos.

A segunda etapa apresenta os resultados vindos da utilização do software CiteSpace, o qual permitiu a geração de clusters relativos aos artigos, incluindo as citações, totalizando uma amostra com quantidade de 7.954, bem como as suas referências, a dispersão desses clusters ao longo dos anos, bem como os principais artigos que têm sido citados nas pesquisas, e a geolocalização das principais localizações.

A análise da amostra dos 5.376 artigos apontou que estes receberam um total de 7.954 citações entre 2008 e 2016. O Gráfico 1 apresenta os 10 anos mais relevantes de publicações, com o percentual em relação ao total de artigos da nossa amostra. A Tabela 1, representa porcentagem das citações que foram realizadas por ano de publicação. O indicador h-index foi de 127, ou seja, os 127 artigos mais citados tiveram cada um 127 ou mais citações.

Gráfico 1 - Contagem de Registros por ano de publicação do artigo

Fonte: Autores. 962 902 753 621 425 314 294 175 116 ₈₃ 0 200 400 600 800 1000 1200 2016 2015 2014 2013 2012 2011 2017 2010 2009 2008

Contagem do Registro

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Tabela 1 - Porcentagem de Contagem de registros por ano de publicação Ano de publicação Contagem do Registro % de 7954

2016 1501 18,87% 2015 1217 15,30% 2014 992 12,47% 2013 818 10,28% 2012 670 8,42% 2017 546 6,86% 2011 950 11,94% 2010 283 3,56% 2009 214 2,69% 2008 176 2,21% Fonte: Autores.

Ao analisar a dispersão dos artigos em relação aos anos de publicação (Gráfico 1), foi possível perceber uma evolução positiva da pesquisa nesta área, o que reforça, também, a teoria de um crescente interesse acadêmico neste tema. Mesmo não colocando restrição temporal à busca o artigo mais artigo da amostra foi publicado no ano de 1998, no entanto foi a partir de 2008 que as publicações efetivamente aumentaram.

A distribuição temporal dos 10 artigos mais citados, (Gráfico 2 e Tabela 2), mostram que as primeiras citações começaram em 1999, intensificando em 2008 e 2009. A maioria dos artigos dizem respeito a extração da bio-óleo da microalga.

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Gráfico 2 - Distribuição temporal das citações aos 10 artigos mais citados na base WoS.

Fonte: Autores.

Tabela 2 - Distribuição temporal das citações aos 10 artigos mais citados na base WoS.

Autor Ano

publicação

Quantidade citada Rodolfi, Liliana; Zittelli, Graziella Chini; Bassi,

Niccolo; et al. 2009 1030 Schenk, Peer M.; Thomas-Hall, Skye R.; Stephens,

Evan; et al. 2008 820

Griffiths, Melinda J.; Harrison, Susan T. L. 2009 540 Gouveia, Luisa; Oliveira, Ana Cristina 2009 497

Borowitzka, MA 1999 460

Pittman, Jon K.; Dean, Andrew P.; Osundeko,

Olumayowa 2011 444

Li, Yanqun; Horsman, Mark; Wang, Bei; et al. 2008 432 Illman, AM; Scragg, AH; Shales, SW 2000 425 Lorenz, RT; Cysewski, GR 2000 424 Li, Yanqun; Horsman, Mark; Wu, Nan; et al. 2008 417

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Não necessariamente um artigo com maior tempo de publicação, tem uma maior quantidade de citações, isto depende da credibilidade do artigo e impacto no meio acadêmico. Está listado na Tabela 3 a lista dos 10 artigos com a maior quantidade de citações por ano. Percebe-se que Rodolfi, Liliana; Zittelli, et al. (2009), foram os que mais tiveram citações, com um artigo voltado para a extração de óleo da Microalga. Schenk, Peer M.; Thomas-Hall, et al. (2008) tiveram grande credibilidade em seu trabalho, com um tema de geração de biocombustíveis com utilização das microalgas.

Tabela 3 - Os 10 artigos mais citados por ano, no período de 1999 a 2017 (até abril).

Autor Ano

publicação Titulo Periódico

Quantidade de citações Rodolfi, Liliana; Zittelli, Graziella Chini; Bassi, Niccolo; et al. 2009

Microalgae for Oil: Strain Selection, Induction of Lipid Synthesis and Outdoor Mass Cultivation in a Low-Cost Photobioreactor Biotechnology And Bioengineering 1030 Schenk, Peer M.; Thomas-Hall, Skye R.; Stephens, Evan; et al. 2008

Second Generation Biofuels: High-Efficiency Microalgae for Biodiesel

Production Bioenergy Research 820 Griffiths, Melinda J.; Harrison, Susan T. L. 2009

Lipid productivity as a key characteristic for choosing algal species for biodiesel

production Journal Of Applied Phycology 540 Gouveia, Luisa; 2009

Microalgae as a raw material for biofuels production

Journal of Industrial Microbiology

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tubes and fermenters

Journal of Biotechnology 460 Pittman, Jon K.; Dean, Andrew P.; Osundeko, Olumayowa 2011

The potential of sustainable algal biofuel production using

wastewater resources Bioresource Technology 444 Li, Yanqun; Horsman, Mark; Wang, Bei; et al. 2008

Effects of nitrogen sources on cell growth and lipid accumulation of green alga

Neochloris oleoabundans Applied Microbiology And Biotechnology 432 Illman, AM; Scragg, AH; Shales, SW 2000

Increase in Chlorella strains calorific values when grown

in low nitrogen medium

Enzyme And Microbial Technology 425 Lorenz, RT; Cysewski, GR 2000

Commercial potential for

Haematococcus microalgaeas a natural source of astaxanthin Trends In Biotechnology 424 Li, Yanqun; Horsman, Mark; Wu, Nan; et al.

2008 Biofuels from microalgae Biotechnology

Progress 417

Fonte: Autores.

Os artigos da amostra tiverem suas publicações dentro de 128 periódicos. Conforme Tabela 4, segue os principais 10 periódicos que mais publicaram em relação a microalgas,

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representando 62% do total dos 5.376 artigos publicados. Destacam-se os periódicos

Bioresource Technology e Journal of applied phycology, o primeiro com quartil de categoria

Q1 em todas as categorias refinadas na pesquisa, e IF de 5.744, o maior entre os periódicos apontados, esta revista científica, publicada quinzenalmente pela Elsevier, cobrindo o campo da tecnologia de fontes biológicas. Já o segundo periódico de destaque, tem na categoria “Biotechnology & applied microbiology” classificação Q2, com IF de 2.847, dados da edição (2015) do Journal Citation Reports.

Tabela 4 - Os 10 periódicos mais citados por ano, no período de 1999 a 2017 (até abril).

Periódico Contagem do

registro

% de 5376

Bioresource Technology 1369 25.465% Journal of Applied Phycology 618 11.496% Algal Research Biomass Biofuels and Bioproducts 520 9.673%

Biotechnology And Bioengineering 131 2.437% Biomass Bioenergy 128 2.381% Applied Biochemistry and Biotechnology 124 2.307% Applied Energy 123 2.288% Applied Microbiology and Biotechnology 104 1.935% Journal of Biotechnology 103 1.916% Energy Conversion and Management 101 1.879% Fonte: Autores.

Além da análise por periódico, também foi analisada a quantidade de publicações por país, conforme Gráfico 3, Tabela 5 e Figura 2. Considerando a amostra de 7.954 citações que foram coletadas, foi possível identificar que os principais países de origem foram liderados, com grande destaque, China, seguida pelos Estados Unidos. Percebe-se que o Brasil não se encontra no Ranking dos 10 principais países. O mesmo apresentou um total de 181 citações, dentro do refinamento do tema, apresentando 2,27% do total de citações.

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Gráfico 3 - Os 10 países com mais publicações de artigos entre 1998 e 2017 (abril).

Fonte: Autores.

Tabela 5 - Porcentagem dos 10 países com mais publicações entre 1998 e 2017 (abril). Países/Territórios Contagem de Registro % de 7954

China 1972 24,79% Usa 1166 14,66% India 580 7,29% South Korea 538 6,76% Japan 476 5,98% Spain 346 4,35% Turkey 330 4,15% Germany 279 3,51% England 267 3,36% France 252 3,17% Fonte: Autores. 0 500 1000 1500 2000 2500 Quantidade País/Território

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Figura 2 - Distribuição no Cite Space por País, priorizando Brasil.

Fonte: Elaborado por meio do CiteSpace III®

Similarmente é importante analisar a rede de colaboração entre os coautores dos artigos da amostra, considerando o país de origem da instituição de pesquisa de filiação do autor. A Figura 3 ilustra o mapa de distribuição geográfica da rede de colaboração dos países mais influentes, em relação à publicação de artigos sobre Microalgas, em que as linhas representam as parcerias existentes.

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Figura 3 - Mapa de distribuição geográfica da rede de colaboração.

Fonte: Elaboração própria a partir do Google Earth e do Citepace III®

Gerado por meio do Google Earth® _{e o CiteSpace III}®_{, observou-se que as conexões}

existentes compreendem parcerias entre autores de instituições de pesquisa concentradas nos Estados Unidos, Europa e em principalmente na Ásia, conforme pode ser visto na Figuras 4 e 5. As linhas, representando as ligações, correspondem ao ano em que o trabalho foi realizado. Trabalhos em coautoria nos anos mais recentes estão ligados por linhas em vermelho, enquanto que as colaborações mais antigas são mostradas em linhas verde ou azul.

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Figura 4 - Mapa de distribuição geográfica da rede de colaboração, foco na Asia.

Fonte: Elaboração própria a partir do Google Earth e do Citepace III®

Figura 5 - Mapa de distribuição geográfica da rede de colaboração, foco na Asia.

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Já a Figura 6 exibe representações formadas pela aglomeração de trabalhos, tendo como base os principais termos presentes no título dos artigos, formando clusters. Esses clusters são numerados em ordem decrescente de acordo com o tamanho, iniciando com #0 como o maior, o #1 o segundo maior e assim por diante. Desta forma, considerando que os termos que apareceram têm relação direta com os assuntos abordados nos artigos, esta rede permitiu identificar áreas temáticas que mais se relacionaram com os temas de produção e otimização da extração do bio-óleo da microalga.

Figura 6 - Clusters obtido no Cite Space.

Fonte: Elaboração própria a partir do Citepace III®

Conclusões

O âmbito acadêmico em relação as microalgas demonstram uma área de pesquisa em constante evolução em relação ao número de publicações. Para tanto foi realizada uma análise bibliométrica tendo como base de consulta artigos publicados em periódicos nacionais e internacionais indexados ao Web of Science.

Como os resultados da pesquisa apontaram, que a temática “Microalga” é emergente e de crescente debate no meio acadêmico, e, com isso, mostra-se útil a utilização de um processo sistemático de revisão da literatura, a fim de encontrar padrões caracterizadores do tema estudado.

Foi observado que a Ásia é o continente com maior número de publicações e citações em relação ao tema, tendo uma maior centralidade, significando que possui várias parcerias na

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elaboração dos artigos analisados. Também foi indicado que as parcerias de estudo sobre este tema estão concentradas nos Estados Unidos, e na Europa. O Brasil ainda carece de maiores esforços de pesquisa neste tema relevante. Para isso, parcerias com outras instituições de pesquisa fora do Brasil podem enriquecer as discussões e fomentar publicações de escopo internacional, como aquelas da base WoS.

Por meio deste estudo, espera-se contribuir na evolução do tema pesquisado na literatura, orientando a busca de temas relevantes em relação as microalgas, tanto na obtenção do bio-óleo, como no cultivo, envolvendo tópicos relacionados com o escopo abordado.

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