Produção de carotenoides e lipídeos pela microalga Dunaliella tertiolecta utilizando CO2 de fermentação de cerveja

• Main Author: Chagas, Arthur Lygeros das
• Other Authors: Rech, Rosane
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2014
• Subjects: Fermentacao alcoolica; Microalga; Lipídio; Carotenóide; Microalgae; Dunaliella tertiolecta; Airlift photobioreactor; CO2 biofixation; Alcoholic fermentation; Beer; Pigments; Carotenoids; Lutein; β-carotene; Lipids
• Online Access: http://hdl.handle.net/10183/104847

O presente trabalho avaliou o crescimento da microalga Dunaliella tertiolecta pela biofixação do CO2 liberado pela produção de cerveja, reciclando um dos gases responsáveis pelo efeito estufa, reduzindo custo da matéria-prima CO2 e agregando valor ao produzir lipídeos e carotenoides naturais. Para isso a microalga foi cultivada em sistemas integrados entre fotobiorreatores e fermentadores. A diferença nos cultivos foi o tipo e a quantidade de CO2 produzida pelas fermentações. Inicialmente se fez fermentações com meio YPD (Yeast Peptone Dextrose) em fermentadores de 2 L acoplados a cada 24 h aos fotobiorreatores em 4 condições distintas, sendo o último fermentador colocado sempre em 144 h de cultivo de microalgas: 30 g L-1 de dextrose a partir de 72 h de cultivo de microalgas, 60 g L-1 de dextrose a partir de 72 h de cultivo de microalgas, 30 g L-1 de dextrose a partir de 24 h de cultivo de microalgas e variando a concentração de (10 à 60) g L-1 de dextrose a partir de 24 h de cultivo de microalgas (YPD (10-60)/24). Os maiores valores para biomassa, carotenoides, produtividades e lipídeos foram obtidos na condição YPD (10-60)/24. Para reproduzir a essa condição utilizando mosto de cerveja, foi calculada a conversão de substrato em produto para, então, acoplar diariamente volumes diferentes de mosto de cerveja em cultivos de microalgas. Os valores obtidos para os cultivos com CO2 desprendidos por estas fermentações foram 1,10 ± 0,05 g L-1 de biomassa, 0,18 ± 0,01 g L-1 d-1 de produtividade de biomassa, 0,58 ± 0,06 d-1 foi a velocidade específica de crescimento, 4,74 ± 0,59 mg g-1 de carotenoides por biomassa, 0,86 ± 0,06 mg L-1 d-1 de produtividade de carotenoides e 13,5 ± 0,4 % (em massa) de lipídeos. Estes valores foram praticamente o dobro dos valores obtidos para o cultivo com CO2 do ar atmosférico, demonstrando que a integração entre fermentadores e fotobiorreatores é uma boa alternativa para indústria alimentícia. Todos cultivos com D. tertiolecta apresentaram o mesmo perfil de carotenoides representado por 46,7 ± 2,0 % de luteína, 22,5 ± 1,6 % de β-caroteno, 9,50 ± 0,66 % de zeaxantina, 1,10 ± 0,16 % de α-caroteno e 20,2 ± 3,0 % para outros. === This study evaluated the growth of microalgae Dunaliella tertiolecta for CO2 biofixation released by brewing, recycling one of the greenhouse gases, reducing cost of raw material CO2 and adding value to produce lipids and natural carotenoids. For this, microalgae were cultivated in integrated systems between photobioreactors and fermenters. The difference in the cultures was the culture medium and the amount of CO2 produced. Initially, fermentation with medium YPD (Yeast Peptone Dextrose) in 2 L fermenters were coupled every 24 h to photobioreactors in 4 different conditions: 30 g L-1 of dextrose from 72 h culture of microalgae; 60 g L-1 of dextrose from 72 h culture of microalgae; 30 g L-1 of dextrose from 24 h culture of microalgae; and ranging dextrose concentration of (10 to 60) g L-1 from 24 h culture of microalgae (YPD (10-60)/24). The highest values for biomass, carotenoids, productivities and lipids were obtained in the condition YPD (10-60)/24. To reproduce this condition using beer wort, the substrate to product yield was determined and different volumes of beer wort where daily coupled to microalgae cultivations. The values obtained for cultures with CO2 released from these fermentations were 1.10 ± 0.05 g L-1 of biomass, 0.18 ± 0.01 g L-1 d-1 of biomass productivity, 0.58 ± 0.06 d-1 for the specific growth rate, 4.74 ± 0,59 mg g-1 of carotenoids per biomass, 0.86 ± 0.06 mg L-1 d-1 of carotenoids productivity and 13.5 ± 0.4 % (mass fraction) of lipids. These values were almost twice the values observed in the cultivation with CO2 of atmospheric air, showing that the integration between fermenters and photobioreactors is a good alternative to increase microalgae growth. All cultures with D. tertiolecta showed the same profile of carotenoids represented by 46.7 ± 2.0 % of lutein, 22.5 ± 1.6 % of β-carotene, 9.50 ± 0.66 % of zeaxanthin, 1.10 ± 0.16 % of α-carotene and 20.2 ± 3.0 % for others.