EQA - Escola de Química e Alimentos
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Resultados da Pesquisa
- ItemCultivo de microalgas para produção de biossurfactantes(2011) Radmann, Elisangela Martha; Costa, Jorge Alberto Vieira; Tredici, Mario R.Há uma crescente procura por alimentos mais saudáveis e seguros para atender uma população cada vez maior e mais exigente. Nos últimos anos o interesse por surfactantes de origem microbiana tem aumentado significativamente em decorrência de serem naturalmente biodegradáveis diminuindo assim o impacto ambiental. Uma grande variedade de microorganismos produz biossurfactantes, sendo que o tipo, a quantidade e a qualidade do biossurfactante são influenciados pelos constituintes do meio, tais como, fontes de carbono, nitrogênio e sais inorgânicos, além das condições de cultivo, como pH, temperatura, agitação e disponibilidade de oxigênio. Os biossurfactantes são metabólitos microbianos de superfície ativa que apresentam uma vasta aplicação no setor industrial. Os objetivos deste trabalho foram selecionar microalgas com potencial para produzir biossurfactantes e estudar a produção por microalgas em diferentes fotobiorreatores e condições nutricionais. O trabalho foi dividido em quatro etapas: 1) cultivo autotrófico e mixotrófico de microalgas para produção de biossurfactantes; 2) Seleção de microalgas para produção de biossurfactantes; 3) Produção de biossurfactantes por microalgas em diferentes fotobiorreatores e 4) Cultivo outdoor da microalga marinha Tetraselmis suecica OR para produção de biossurfactantes. Na primeira etapa Spirulina sp. LEB-18, Synechococcus nidulans LEB-25, Chlorella vulgaris LEB-106, Chlorella minutissima LEB-108 e Chlorella homosphaera foram cultivadas com glicose (cultivo mixotrófico). Spirulina sp. LEB-18 apresentou concentrações máximas de biomassa (2,55 g.L-1 ) quando foi utilizada 5 g.L-1 de glicose no meio de cultivo. A tensão superficial dos meios das microalgas foi reduzida de 70 para 43 mN.m-1 para as microalgas estudadas utilizando glicose como fonte de carbono. Resultados da segunda etapa mostraram que a microalga Scenedesmus sp. 3PAV3 apresentou valor de atividade emulsificante óleo em água (AE o/a) superior (339,8 UE.g-1 ) ao encontrado para as demais microalgas. Os menores valores de tensões superficiais variaram de 27,4 a 31,2 mN.m-1 . Na terceira etapa verificou-se que a microalga Chlorella sp. PROD1 apresentou valor de AE o/a semelhante (258,2 UE g -1 ) ao encontrado para o emulsificante comercial lecitina de soja (257,0 UE g -1 ) e ambas as microalgas estudadas alcançaram valores de tensões superficiais abaixo de 30 mN.m -1 . Na última etapa, Tetraselmis suecica OR cultivada em fotobiorreator do tipo Green Wall Panel apresentou menores valores de tensões superficiais para cultura com limitação de nitrogênio. Os resultados demonstraram a potencialidade das microalgas estudadas na produção de biossurfactantes, tanto pela redução da tensão superficial e interfacial, como pelo aumento da atividade emulsificante, confirmando uma possível aplicação como emulsificante, detergente, lubrificante, estabilizante, entre outras.
- ItemPerfil de ácidos graxos das microalgas Chlorella vulgaris e Chlorella minutissima cultivadas em diferentes condições(2006) Costa, Jorge Alberto Vieira; Radmann, Elisangela Martha; Cerqueira, Vanessa Sacramento; Santos, Glória Cristina dos; Calheiros, Maurício NevesEstudos recentes têm explorado o uso de microalgas para obtenção de lipídios, principalmente os de maior valor comercial como o ácido -linolênico. A microalga Chlorella possui ácidos graxos poliinsaturados, vitaminas e alto conteúdo protéico, e, além disso, possui o certificado GRAS (Generally Recognized As Safe). O objetivo deste trabalho foi estudar o cultivo das microalgas Chlorella vulgaris e Chlorella minutissima, a fim de verificar o perfil de ácidos graxos frente à variação de diferentes fatores físicoquímicos e nutricionais. Foi utilizado um Planejamento Fatorial Fracionário 24-1 IV para cada cepa estudada, onde foram variados os fatores temperatura, iluminância, fonte de carbono e concentração de nitrato no meio de cultivo. C. vulgaris cultivada a 35ºC, 2500 Lux, 16,8 g.L-1 de NaHCO3 e 1,0 g.L-1 de NO3 - apresentou biomassa máxima de 5,06 g.L-1 em 22 dias de cultivo. Para C. minutissima foi obtida biomassa máxima de 1,5g.L-1 em 22 dias quando cultivada a 35ºC, 1250 Lux, 16,8 g.L-1 de NaHCO3 e 0,5 g.L-1 de NO3 -. Os maiores teores de lipídios obtidos para C. vulgaris e C. minutissima foram 6,96% e 7,98%, respectivamente. A 35ºC e 2500 Lux foi obtido 7,66% de ácido linolênico.
- ItemConteúdo lipídico e composição de ácidos graxos de microalgas expostas aos gases CO2, SO2 e NO(2008) Radmann, Elisangela Martha; Costa, Jorge Alberto VieiraThe objective of the present work was to verify the lipid content and the fatty acid composition of the microalgae Spirulina sp., Scenedesmus obliquus, Synechococcus nidulans and Chlorella vulgaris cultivated in a medium containing CO2, SO2 and NO. The microalga Scenedesmus obliquus presented the highest lipid content (6.18%). For the other microalgae the lipid content ranged from 4.56 to 5.97%. The major monounsaturated fatty acids content was 66.01% for S. obliquus. The PUFA were obtained in major amount by the microalgae Spirulina sp. (29.37%) and S. nidulans (29.54%). The palmitoleic acid was in larger amount, with 41.02% concentration (Spirulina sp.)
- ItemBiorremediação de solo arenoso contaminado por derrame simulado com benzeno, tolueno e xileno(2012) Zilio, Roque Lourenço; Holz, Jeferson Crizel Pinheiro; Goularte, Pâmela Guder; Radmann, Elisangela Martha; Treichel, Helen; Costa, Jorge Alberto VieiraThis study aimed at evaluating benzene, toluene and xylene (BTX) bioremediation in sand soil, as well as the percolation of these compounds, using a biosurfactant produced by Corynebacterium aquaticum and a final electron acceptor (NO3-). Bioremediation was carried out ex situ in a non- sterile sand soil, using polyvinyl chloride (PVC) reactors at four different biosurfactant and final electron acceptor concentrations. Under the evaluated conditions the studied compounds did not percolate to a depth of 0.4 m and no risk of contamination of the groundwater stock (2 m from the surface) was verified.
- ItemOptimization of the repeated batch cultivation of microalga Spirulina platensis in open raceway ponds(2007) Radmann, Elisangela Martha; Reinehr, Christian Oliveira; Costa, Jorge Alberto VieiraThe cyanobacterium Spirulina platensis is extensively used in human nutrition because it is a source of beneficial phenolics, proteins, unsaturated lipids and vitamins. Repeated batch cultivation of photosynthetic microorganisms is widely used industrially because it allows actively growing cultures to be maintained for long periods of time. Despite this, there have been few detailed studies involving the repeated batch cultivation of S. platensis. We used a Box–Behnken factorial design to optimize the repeated batch cultivation of S. platensis in open raceway ponds at 30 °C under a light intensity of 3000 lx and a 12 h photoperiod for a total cultivation time of 1500 h (60 days) where the variables were blend concentration (0.40, 0.60 and 0.80 g l−1), renewal rate (20, 40 and 60%) and culture medium, the culture media being Zarrouk medium in three different dilutions. We found that S. platensis productivity was 0.028 to 0.046 g l−1 day−1 and the maximum specific growth rate (μmax) 0.038 to 0.138 day−1, all the process variables being statistically significant at pb0.05. Our results show that semicontinuous cultivation of S. platensis can be optimized using a medium consisting of 20% (v/v) Zarrouk Medium, a S. platensis blend concentration of 0.40 g l−1 and a renewal rate of between 40 and 60%
- ItemPilot scale semicontinuous production of spirulina biomass in southern Brazil(2009) Morais, Michele Greque de; Radmann, Elisangela Martha; Souza, Michele da Rosa Andrade Zimmermann de; Teixeira, Gilson Gonçalves; Brusch, Lucio Renato de Fraga; Costa, Jorge Alberto VieiraWe evaluated the feasibility of the pilot scale production of Spirulina strain LEB-18 in southern Brazil and assessed the quality of biomass produced in relation to its kinetics characteristic, nutritional value, heavy metal content and microbial content. The maximum mean biomass concentration was 1.24 g L− 1 and the maximum productivity was 69.16 g m− 2 d− 1. The biomass showed 84.0% digestibility, 86.0% (w/w) protein and 3.3% (w/w) lipid content. Analyses showed that the concentration (mg kg− 1) of heavy metals (As, 0.28 ± 0.01; Cd, < 0.05; Hg, < 0.01; and Pb, 0.17) and the microbial load (7.1 × 105 colony forming units per gram) were lower than the internationally accepted standards. These results show that pilot scale cultivation of Spirulina LEB-18 in southern Brazil is feasible and that the biomass produced is within the internationally recognized standards for use as a food additive for increasing the nutritional potential of conventional products.
- ItemCultivo de microalgas com gases de combustão formados na geração termelétrica(2007) Radmann, Elisangela Martha; Costa, Jorge Alberto VieiraO aumento da concentração de gás carbônico na atmosfera tem sensíveis conseqüências ambientais. Nos últimos anos a emissão de CO2 na atmosfera aumentou de 280ppm (1800) para 380ppm (2004), sendo cerca de 22% dessas emissões causadas por plantas de energia termelétrica. Dentre as várias alternativas para captura e utilização de CO2, uma abordagem particularmente interessante é o emprego de microalgas. As microalgas se destacam por apresentarem diversas potencialidades, como fonte de alimento e fonte para obtenção de bioprodutos, e também podem contribuir na redução do efeito estufa, fixando CO2. As microalgas Chlorella e Spirulina apresentam em sua composição alto teor de proteínas, ácidos graxos, sais minerais e pigmentos, e além disso, possuem certificado GRAS(Generally Recognized As Safe), podendo ser utilizadas como alimento sem oferecer risco à saúde humana. A captura do CO2 do gás de combustão de carvão é possível usando microalgas, tanto por separação como por uso direto do gás de combustão, sendo este último mais vantajoso, em função de uma maior economia de energia. Alguns agravantes podem influenciar no uso direto do gás de combustão como a alta temperatura, concentração de CO2 acima de 15% e a presença de SOx, NOx e material particulado (em especial cinzas), dificultando assim, o método direto, a menos que a microalga suporte condições extremas. O objetivo deste trabalho foi estudar a utilização de gases de combustão do carvão provenientes da geração termelétrica, para cultivo de microalgas. Previamente foi realizada seleção de microalgas quanto à resistência a SO2 que pode ser formado da combustão do carvão para geração de energia elétrica. As microalgas estudadas foram Chlorella homosphaera, Scenedesmus obliquus e Spirulina sp. expostas a de 6% de CO2 e 30ppm de SO2. A máxima produtividade de biomassa alcançada foi 0,19 g.L-1.d-1 e concentração celular máxima 2,92 g.L-1, ambos para microalga Spirulina sp. Após estudou-se as microalgas S. obliquus e Spirulina sp. em um sistema de FBRs em série em diferentes concentrações de CO2, SO2, NO e diferentes temperaturas. Foi alcançada concentração celular média máxima de 3,29 g.L-1 e fixação de CO2 máxima de 35,87%, ambos resultados para Spirulina sp. Seguindo o estudo em biofixação de CO2 por microalgas, foram isoladas as microalgas Synechococcus nidulans e Chlorella vulgaris da lagoa de estabilização da Usina Termelétrica Presidente Médici – UTPM/CGTEE, sul do Brasil. As microalgas isoladas foram cultivadas e comparadas com as microalgas Spirulina sp e S.s obliquus, em relação a biofixação de CO2. As microalgas foram expostas a 12% CO2, 60 ppm de SO2 e 100 ppm de NO, simulando um gás de combustão de carvão. A C. vulgaris apresentou comportamento semelhante a Spirulina sp., alcançando 13,43% de fixação diária máxima. Foi determinado o conteúdo lipídico e a composição em ácidos graxos das microalgas Spirulina sp., S. obliquus, S. nidulans e C. vulgaris cultivadas em meio contendo 12% de CO2, 60 ppm de SO2 e 100 ppm de NO à 30ºC. A microalga S. obliquus apresentou o maior teor lipídico (6,18%). Para as demais microalgas o conteúdo lipídico variou de 4,56 a 5,97%. O maior conteúdo em AGMI foi 66,01% para a S. obliquus. Os ácidos graxos poliinsaturados (PUFA) foram alcançados em maior quantidade pelas microalgas Spirulina sp. (29,37%) e S. nidulans (29,54%). Os resultados mostraram que o cultivo de microalgas enriquecido com os gases CO2, SO2 e NO, apresentaram uma biomassa rica em ácidos graxos, podendo estes ser utilizados tanto para a alimentação (ácidos graxos insaturados), quanto para produção de biocombustíveis(ácidos graxos saturados). Além disso, as microalgas estudadas podem contribuir na redução do aquecimento global.
- ItemConteúdo lipídico e composição de ácidos graxos de microalgas expostas aos gases CO2, SO 2 e NO(2008) Radmann, Elisangela Martha; Costa, Jorge Alberto VieiraThe objective of the present work was to verify the lipid content and the fatty acid composition of the microalgae Spirulina sp., Scenedesmus obliquus, Synechococcus nidulans and Chlorella vulgaris cultivated in a medium containing CO2, SO2 and NO. The microalga Scenedesmus obliquus presented the highest lipid content (6.18%). For the other microalgae the lipid content ranged from 4.56 to 5.97%. The major monounsaturated fatty acids content was 66.01% for S. obliquus. The PUFA were obtained in major amount by the microalgae Spirulina sp. (29.37%) and S. nidulans (29.54%). The palmitoleic acid was in larger amount, with 41.02% concentration (Spirulina sp.)