Anais do Simbiotec

PROTEÍNAS E CARBOIDRATOS DE ESPÉCIES DE MICROALGAS DULCÍCOLAS PARA MÚLTIPLAS APLICAÇÕES BIOTECNOLÓGICAS

Publicado em 05/11/2024 - ISBN: 978-65-272-1075-7

Link Todos os Trabalhos
LinkTrabalho
Título do Trabalho
PROTEÍNAS E CARBOIDRATOS DE ESPÉCIES DE MICROALGAS DULCÍCOLAS PARA MÚLTIPLAS APLICAÇÕES BIOTECNOLÓGICAS
Autores
  • Lourdy Anne cunha
  • Ana Luíza Rocha Teixeira
  • Clarice Pimentel Souto Maior
  • João Gabriel Silva Azevedo
  • Lis Maria Lima Pontes de Alcântara
  • Patricia de Moura Almeida
  • Evandro Bernardo de Lira
  • Cristiane Francisca da Costa Sassi
  • Roberto Sassi
Modalidade
Resumo expandido - PÔSTER ou ORAL.
Área temática
BRANCA - Relacionada à indústria, visa melhorar os processos industriais. Isso inclui a produção de enzimas, fermentação, bioquímica industrial e bioprocessos.
Data de Publicação
05/11/2024
País da Publicação
Brasil
Idioma da Publicação
Português
Página do Trabalho
https://www.even3.com.br/anais/iii-simbiotec-427979/865433-proteinas-e-carboidratos-de-especies-de-microalgas-dulcicolas-para-multiplas-aplicacoes-biotecnologicas
ISBN
978-65-272-1075-7
Palavras-Chave
biotecnologia, nutrição, proteínas, carboidratos.
Resumo
Introdução As microalgas são organismos unicelulares fotossintetizantes (CHANDRASEKHAR et al., 2022), que desempenham um papel crucial na biotecnologia. Devido a sua versatilidade, variedade taxonômica e potencial de seus metabólitos, entre outros, têm atraído a atenção de pesquisadores e do mercado industrial. Por apresentar rápido crescimento e baixas demandas por áreas de cultivo esses organismos têm potencial de contribuir para um futuro mais sustentável e inovador, com inúmeras potencialidades de aplicações biotecnológicas, incluindo a produção de energia, alimentos, fármacos e cosméticos (Becker, 2004, Markou et al., 2012; Wang et al., 2021). Os metabólitos primários das microalgas são compostos orgânicos essenciais para o crescimento, desenvolvimento e reprodução desses organismos (NISHSHANKA et al., 2022) e são produzidos durante o metabolismo básico das microalgas, desempenhando papéis fundamentais na manutenção de suas funções celulares, quer seja como componentes funcionais, estruturais ou de estocagem, sendo que cada espécie de microalga possui um conjunto de metabólitos primários adaptados ao seu ambiente específico. Até então, parte significativa da literatura científica focalizou um pequeno número de espécies de microalgas com potencial de acumular quantidades significativas de metabólitos de interesse (JUNIOR et al., 2020, Barkia et al., 2019, Markou et al., 2021, Wang et al., 2021). Este trabalho tem como objetivo analisar os metabólitos primários (carboidratos e proteínas) de diferentes espécies de microalgas dulcícolas pertencentes a Classe Chlorophyceae, que se encontram depositadas no Banco de Cultura de Microalgas, do Laboratório de Ambientes Recifais e Biotecnologia de Microalgas – LARBIM/UFPB, ao ponto de expandir o acervo de microalgas com expressivo potencial biotecnológico de seus componentes metabólicos. Metodologia Foram selecionadas três cepas oriundas do Banco de Cultura de Microalgas do LARBIM/UFPB, cujos códigos são D125WC, D193WC e D296WC, pertencentes as espécies Scenedesmus quadricauda, Coelastrum sp. e Monoraphidium litorale, respectivamente. Os cultivos das cepas foram realizados em triplicata em balões de fundo chato com capacidade de 6L, contendo 5L do meio de cultura WC (GUILLARD; LORENZEN, 1972). Os experimentos foram conduzidos em câmara de cultura climatizada (25°C ± 1°C), equipada com sistema iluminação com fotoperíodo de 12 horas, e sistema de aeração constante (Compressor de ar eletromagnético Sunsun Aco-001 20L/min). O acompanhamento da curva de crescimento dos cultivos foi realizado em dias alternados utilizando como parâmetros a contagem celular em câmara Fuchs Rosenthal e a fluorescência in vivo (Fluorômetro Turner Design 10005 R). Os cultivos foram interrompidos no início da fase estacionária, que é caracterizada pela estabilização do crescimento das microalgas. Posteriormente, a biomassa foi concentrada utilizando centrífuga refrigerada (Novatécnica - NT 825), congelada e liofilizada em liofilizador Terroni LD1500 à -40°C. As proteínas hidrossolúveis foram determinadas de acordo com a metodologia descrita por Lowry et al. (1951) com adaptações. A análise do teor proteico foi conduzida utilizando 5mg da biomassa seca e após o processo de extração as amostras foram lidas em espectrofotômetro UV-vis (Thermo Fisher Scientific; Evolution 60S) na absorbância de 750nm. Para a calibração dos dados, foi utilizada uma curva padrão de albumina bovina com gradiente de concentração de 0 a 400µg/mL. Os carboidratos foram determinados de acordo com a metodologia descrita por Kochert (1978). A análise do teor de carboidratos foi conduzida utilizando 5mg de biomassa seca e após o processo da extração, as amostras foram lidas em espectrofotômetro UV-vis (Thermo Fisher Scientific: Evolution 60S) em comprimento de onda de 485nm. Para calibração dos dados, foi utilizada curva padrão de glicose anidra com gradiente de concentração de 0 a 400µg/mL. Resultados e discussão Cinética de crescimento e rendimento em biomassa Dentre as espécies cultivadas M. litorale (D296) apresentou crescimento mais rápido, entrando na fase estacionária após 13 dias de cultivo. A velocidade de crescimento de Coelastrum sp (D125WC) foi de 15 dias e a de S. caudata (D193WC) 17 dias, até atingir a fase estacionaria. A duração da fase exponencial de cada cepa foi de 5, 7 e 11 dias, respectivamente. A biomassa obtida ao final do cultivo após a etapa de centrifugação e liofilização, foi de 0,57 g/L para a D193WC, 0,20g/L para D296WC e 0,50 g/L em D125WC. Análises dos metabólitos primários das microalgas cultivadas Mesmo apresentando menor rendimento em termos de biomassa a cepa D296WC (M. litorale) foi a que mais apresentou rendimentos quanto aos metabólitos estudados. Os percentuais de proteínas hidrossolúveis encontrados nas espécies estudadas foram superiores a 20%, com destaque para a D296WC (M. litorale) cujo valor chegou a 40,06%. Nos cultivos com a cepa D193WC (Coelastrum sp.) obteve-se 31,28% e em D125WC (S. quadricauda), 20,66%). M. litorale mostrou ser a espécie com maior potencial para obtenção de proteínas para diversas aplicações, nas condições de cultivo utilizadas. O maior valor registrado neste trabalho corrobora com aqueles registrados por outros autores (por ex. Markou et al., 2012, com 60% em Chlorela vulgaris, 65% em Spirulina platensis e 70% em Spirulina máxima), e no geral estão até acima da média de outras espécies estudadas, como em Dunaliella sp. (14 a 41%), Nannochloropsis sp. (7 a 40%) e Odontella aurita (30 a 54%) (BERNAERTS, 2019). Entretanto, esses valores podem ser aumentados mediante manipulação de sistemas de cultivo e condições de crescimento, bem como em tecnologias de bioengenharia (Militão,2019, Salla, 2016, Wang et al., 2021). Quanto aos carboidratos totais o maior valor obtido neste trabalho também foi registrado em M. litorale (D296WC) com 61,43%. Nos cultivos com Coelastrum sp. (D193WC) e S. quadricauda (D125 WC) os valores foram bem inferiores, com 39,11% e 30,37%, respectivamente. M. litorale (D296WC) é, portanto, a mais indicada para a obtenção de carboidratos para interesses na produção de alimentos funcionais, biocombustíveis e etanol, nas condições de cultivo utilizadas. Conclusão A espécie Monoraphidium litorale (D296WC), se destacou entre as espécies estudadas por apresentar as maiores taxas dos dois metabólitos essenciais analisados. Mesmo apresentando menor rendimento em termos biomassa essa espécie foi a que mais apresentou rendimentos quanto aos metabólitos estudados. O teor de proteínas obtido para M. litorale mostraram-se ligeiramente inferiores aos maiores valores conhecidos na literatura, que usualmente variam entre 42% e 70% entre diferentes espécies (BARKIA, 2019). Assim é importante considerar as perspectivas futuras para o uso industrial e biotecnológico dessa espécie, em paralelo com outros espécies elencadas na literatura. No contexto industrial, M. litorale pode ser explorada como uma fonte alternativa de proteína e carboidratos, mas também pode ser uma boa matéria-prima para a produção de biocombustíveis. Seu potencial como ingrediente em alimentos funcionais, suplementos nutricionais e rações para animais merecem investigação mais aprofundada. Proteínas de microalgas apresentam uma gama de propriedades funcionais, incluindo atividade antioxidante, antimicrobiana e imunomoduladora. Além disso, sua aplicação na indústria alimentícia tem ganhado destaque (Bernaertsa et al., 2019), sendo utilizadas em produtos como suplementos nutricionais, alimentos funcionais, e substitutos de proteína animal. Segundo Jiang et al. (2019), a proteína isolada de Chlorella vulgaris, por exemplo, apresenta potencial para o desenvolvimento de alimentos funcionais devido à sua capacidade de modular a resposta imune. Da mesma forma, estudos realizados por Gouveia e Oliveira (2009) indicam que a espécie Spirulina platensis possui propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias, tornando-a uma candidata promissora para aplicações na indústria farmacêutica. Também são fontes de aminoácidos essenciais e outros nutrientes saudáveis, como vitaminas, antioxidantes, PUFAs ômega-3 e minerais; suplementos dietéticos, produtos farmacêuticos etc. Os carboidratos de microalgas têm sido explorados na indústria de alimentos e de cosméticos, devido às suas propriedades gelificantes e emulsificantes, além de biocombustíveis, como bioetanol, biobutanol e biohidrogênio, dentre outros. Pesquisas realizadas por Wang et al. (2018) também indicam que os polissacarídeos de Spirulina platensis têm potencial para aplicação como agentes espessantes e estabilizantes em produtos alimentícios e cosméticos. Nesse contexto, a espécie Monoraphidium litorale, que apresentou um teor de carboidratos acima de 60%, mostra-se também muito promissora para tais finalidade. Um dos principais motivos para investigações com microalgas, como a desenvolvida nesta pesquisa, converge para a questão da sustentabilidade a longo prazo, uma vez que as microalgas possuem pegadas de carbono, de água e de terras aráveis muito inferiores a qualquer cultura (Samoraj et al., 2024) e sua utilização com agente de fitorremediação também se torna destaque em programas de controle de poluição. Assim, microalgas que apresentam altos valores de metabólitos de interesse apresentam duplo interesse: o de melhorar a qualidade ambiental e produzir compostos de alto valor econômico e de alto interesse para diferentes aplicações biotecnológicas.
Título do Evento
III Simbiotec
Cidade do Evento
João Pessoa
Título dos Anais do Evento
Anais do Simbiotec
Nome da Editora
Even3
Meio de Divulgação
Meio Digital

Como citar

CUNHA, Lourdy Anne et al.. PROTEÍNAS E CARBOIDRATOS DE ESPÉCIES DE MICROALGAS DULCÍCOLAS PARA MÚLTIPLAS APLICAÇÕES BIOTECNOLÓGICAS.. In: Anais do Simbiotec. Anais...João Pessoa(PB) UFPB, 2024. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/iii-simbiotec-427979/865433-PROTEINAS-E-CARBOIDRATOS-DE-ESPECIES-DE-MICROALGAS-DULCICOLAS-PARA-MULTIPLAS-APLICACOES-BIOTECNOLOGICAS. Acesso em: 17/07/2025

Trabalho

Even3 Publicacoes