Sacarose como plataforma para cultivos heterotróficos microalgais | Sucrose as a platform for microalgae heterotrophic cultivation

Microalgae present the capacity to obtain energy from consuming organic substrates in the absence of luminosity. The heterotrophic cultivation supported by an exogenous source of Carbon is an important form of metabolites production of commercial interest and the choice of low-cost inputs to the formulation of culture mediums is of great importance to the global economic of biotechnological processes since it represents a significant percentual on the final cost of the product. In this sense, the aims of this work were: (I) formulate a culture medium synthetic based on different concentrations of sucrose for the use in heterotrophic cultivation, (II) evaluate the kinetic of sucrose consume and the biomass production, (III) determine the qualitative profile of the lipid fraction, (IV) characterize the bioproducts of intracellular nature, (V) determine the analysis of the water cycle of the process (energy balance, CO2 emissions, and water balance). The results obtained demonstrated that the microalgae Phormidium autumnale had its best performance in the process in the relation C/N de 40, reaching an oil productivities of 18.9 mg/L/h. On the best condition, the results showed that the biodiesel production of microalgae has a positive energy production (50.59 MJ) associated with a low water consumption (28.38 m3/ kg) e low CO2 emissions (9.18 kg CO2-eq). The composition of this oil was predominately saturated (45.20%), monounsaturated (34.70%) and polyunsaturated (19.90%), resulting in quality characteristics of biodiesel adequate on the national (ANP 255) and international norms (ASTM 6751 e EN 14214).

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

As microalgas apresentam a capacidade de obtenção de energia a partir do consumo de substratos orgânicos na ausência de luminosidade. O cultivo heterotrófico suportado por uma fonte exógena de carbono é uma importante forma de produção de metabólitos de interesse comercial. A escolha de insumos de baixo custo para a formulação de meios de cultura é de grande importância para a economia global de processos biotecnológicos, uma vez que representam um percentual significativo no custo final do produto. Em face disto o trabalho teve por objetivos: (i) formular um meio de cultura sintético baseado em diferentes concentrações de sacarose para uso em cultivos heterotróficos, (ii) avaliar a cinética de consumo de sacarose e produção de biomassa, (iii) definir o perfil qualitativo da fração lipídica, (iv) caracterizar os bioprodutos de natureza intracelular, (v) determinar a análise do ciclo de vida do processo (balanço de energia, emissões de CO2 e balanço de água. Os resultados obtidos demonstraram que a microalga Phormidium autumnale teve melhor desempenho no processo na relação C/N de 40, atingindo uma produtividade de óleo de 18,9 mg/L/h. Na melhor condição, os resultados mostraram que a produção de biodiesel de microalgas tem uma produção de energia positiva (50,59 MJ) associada a um baixo consumo de água (28,38 m3 / kg) e baixas emissões de CO2 (9,18 kg CO2- eq / kg). A composição deste óleo foi predominantemente saturada (45,20%), monoinsaturados (34,70%) e poliinsaturados (19,90%), resultando em características de qualidade do biodiesel adequadas às normas nacionais (ANP 255) e internacionais (ASTM 6751 e EN 14214).