Efeitos do uso de floculantes e da variaçãode fatores abióticos sobre os lipídiose ácidos graxos das microalgas marinhas Nannochloropsis oculata e Thalassiosira weissflogii

Abstract

Microalgas marinhas são organismos ricos em lipídios e ácidos graxos, de grande interesse devido ao seu potencial biotecnológico. O objetivo desta tese foi determinar possíveis efeitos sinergéticos da intensidade luminosa (40 e 400mol fótons m-2s-1), temperatura (15 e 30°C), fonte de nitrogênio (NO3- e NH4+) e fase de crescimento (logarítmica e estacionária), sobre o conteúdo e a produtividade de lipídios e ácidos graxos de duas microalgas marinhas Nannochloropsis oculata e Thalassiosira weissflogii. Além disso, foi avaliado, também, como o uso de floculantes aniônicos e catiônicos podem influenciar a extração de lipídio e o perfil de ácidos graxos produzidos por estas microalgas. Os maiores conteúdos e produtividade dos lipídios para ambas as espécies ocorreram em tratamentos com maior intensidade luminosa (400 mol fótons m-2 s-1) e utilizando nitrato como fonte de Nitrogênio. N. oculata acumulou mais lipídios na fase estacionária, enquanto que em T. weissflogii maiores concentrações de lipídios só ocorreram na fase estacionária de tratamentos com menor temperatura (15º C). As duas espécies apresentaram maior produtividade de lipídios em tratamentos com maior produção de biomassa de microalgas. Entretanto, células de N. oculata que cresceram no tratamento com amônio e elevada luminosidade apresentaram grande produtividade de lipídio devido a elevados níveis de concentração deste elemento nas células e não devido ao maior crescimento celular. Portanto uma maior produtividade pode ser obtida empregando estratégias de cultivo que beneficiam, simultaneamente, o crescimento celular e/ou o acúmulo de lipídios nas células. Os ácidos graxos com maior conteúdo em ambas as espécies foram C14:0, C16:0, C16:1, C18:1 e C20:5. Para as duas espécies, maiores concentrações de ácidos graxos saturados e monoinsaturados foram obtidos em tratamentos com maior temperatura (30º C). Ácidos graxos poli-insaturados (PUFAS), especialmente o ácido eicosapentaenóico (C20:5), foi produzido em maior quantidade por N. oculata em tratamentos com baixa luminosidade e Nitrato. O uso de floculantes não alterou a quantidade de lipídios extraídos de ambas as espécies. Entretanto, o floculante aniônico diminuiu o conteúdo de C20:5 em N.oculata, enquanto que em T. weissflogii, os floculantes aniônico e catiônico reduziram os conteúdos de C18:0 e C18:1n9c

Marine microalgae are rich in lipids and fatty acids. These microorganisms are of great interest, mainly due to their biotechnological potential. The aim of this thesis was to determine possible synergistic effects of light intensity (40 and 400 mol photons m-2s-1), temperature (15 and 30° C), nitrogen source (NO3- and NH4+), and growth phase (logarithmic and stationary) in the productivity, content of lipids and fatty acids in two marine microalgae: Nannochloropsis oculata and Thalassiosira weissflogii. Moreover, it was evaluated if the use of anionic and cationic flocculants can influence the extraction of lipids and fatty acid profiles produced by these species. The higher lipid content and productivity for both microalgae occurred in treatments with higher light intensity (400 mol photons m-2 s-1), and with nitrate as nitrogen source. N. oculata accumulated more lipids in the stationary phase, while higher concentrations of lipid in T. weissflogii occurred only in stationary phase from treatment with a lower temperature (15° C). The two microalgae species showed higher lipid yields in treatments with higher biomass production. However, during N. oculata cells grown, the treatment with ammonium and high light showed large lipid productivity due to high concentrations of this element in the cells, and not due to increased cell growth. Therefore highest lipid productivity can be achieved using cultivation strategies that benefit both cell growth and accumulation of lipids in cells. The fatty acids with greater content of both species were C14:0, C16:0, C16:1, C18:1 and C20:5. Higher concentrations of saturated and monounsaturated fatty acids were obtained in treatments with higher temperature (30° C) in both species. Polyunsaturated fatty acids (PUFAs), especially eicosapentaenoic acid (C20:5), was produced in greater amounts by N. oculata in treatments with low light and nitrate. The use of flocculants did not alter the amount of lipids extracted from both species. However, the anionic flocculant decreased content of C20:5 in N. oculata, while for T. weissflogii, the cationic and anionic flocculants reduced content of C18:0 and C18:1n9c.