O efeito da luz em cultivos fotossintéticos microalgais
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Date
2024-06-04Primeiro membro da banca
Deprá, Mariany Costa
Segundo membro da banca
Nascimento, Tatiele Casagrande do
Terceiro membro da banca
Vendruscolo, Raquel Guidetti
Quarto membro da banca
Maroneze, Mariana Manzoni
Metadata
Show full item recordAbstract
As microalgas são a principal fonte natural de uma vasta gama de compostos valiosos como lipídios, proteínas, carboidratos, pigmentos, entre outros. Apesar de muitas aplicações, apenas algumas espécies de microalgas são cultivadas comercialmente por causa do processo de cultivo pouco desenvolvido. Hoje em dia, algumas estratégias de cultura têm sido usadas para aumentar a produção de biomassa e compostos de valor. Nesse caso, a utilização de diferentes estratégias de luz em termos de qualidade, intensidade e fotoperíodos são reconhecidos como parâmetros-chave na melhoria dos rendimentos das culturas de microalgas, bem como na otimização de produtos intracelulares. Diante deste cenário, o presente trabalho fundamenta-se em um estudo exploratório acerca do efeito que diferentes características de iluminação pode afetar os cultivos fotossintéticos microalgais com o intuito de melhorar os bioprocessos e compostos de interesse. O trabalho desenvolvido nessa tese de doutorado demonstrou que apesar de a área de desenvolvimento de sistemas de produção de microalgas ter evoluído muito nos últimos anos, até o momento, não há um sistema livre de limitações e, estas são intimamente relacionados ao aporte de energia luminosa às células. Assim, observou-se que a quantidade de energia luminosa recebida e armazenada pelas células em diferentes fotoperíodos tem relação direta com a produtividade em biomassa e a taxa de crescimento celular. As condições de fotoperíodos utilizadas no estudo foram separados em três grupos: fotociclos de longa duração (24:0, 22:2, 20:4, 18:6, 12:12 e 10:14 (h:h)), fotociclos de frequência (2, 4, 8, 12, 24 e 48 vezes por dia (t/d)) e fotociclos de curta duração (0,91:0,09, 0,83:0,17, 0,75:0,25 e 0,50:0,50 (s:s)) de luz:escuro, respectivamente. Os resultados obtidos demonstraram que a microalga Scenedesmus obliquus CPCC05 foi capaz de armazenar energia suficiente para manter seu metabolismo por até 2 horas contínuas de escuro. Dentre todos os fotociclos testados, o de 22:2 h fracionado em 2 ciclos por dia apresentou a maior produtividade celular (21,43 mg/L.h), com um crescimento de até 3700 mg/L. Os resultados ainda evidenciaram que a modulação dos ciclos de luz permite melhorar a quantidade de energia recebida pelo aparato fotossintético, aumentando positivamente a produção de lipídeos, ácidos graxos, aminoácidos protéicos e esteróis em Scenedesmus obliquus. O fotociclo de 2 t/d foi a melhor condição para a produção de esteróis totais, enquanto os valores de ácidos graxos poliinsaturados, lipídios e aminoácidos protéicos obtiveram maiores rendimentos no fotociclo curto de 0,75:0,25. Em geral, apesar do aproveitamento da luz solar como fonte de luz em cultivos microalgais ser gratuita e abundante, a facilidade de manipular as condições ideais de iluminação artificial em fotobiorreatores pode reduzir a demanda de energia luminosa e, consequentemente, desenvolver e otimizar os sistemas. Contudo, torna-se necessário a otimização desses processos para amenizar os custos relacionados a energia artificial e submetê-los a avaliações de sustentabilidade para que sejam aceitáveis a nível comercial.
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