Ecofisiologia de células fitoplanctônicas cultivadas em fotobiorreator contínuo: estudos com Chlorella sorokiniana e Haematococcus pluvialis

Resumo

As microalgas são recurso promissor para novos produtos com aplicações nas indústrias alimentares, cosméticas, farmacêuticas e de combustíveis. Apesar disso, são poucas as espécies cultivadas em larga escala e, quando cultivadas, o são em tanques abertos. Este fato deve-se ao menor custo e maior facilidade de manutenção quando comparados tanques abertos à fotobiorreatores fechados. Devido ao elevado potencial de contaminação e pouco controle do estado fisiológico das algas em tanques abertos, seu uso para a produção de compostos refinados para indústria farmacêutica ou alimentar não é recomendado. Nesses casos, sugere-se fotobiorreatores fechados e contínuous pois o controle fisiológico e culturas livre de contaminantes são importantes. A manipulação bioquímica das microalgas exige condições ecofisiológicas estáveis e controladas oferecidas pelos sistemas de cultura contínuos ou semi-contínuos, em contraste aos sistemas estanques. Nesta pesquisa, propomos a construção de 3 fotobiorreatores para operar em sistema contínuo, dois com capacidade de 3 L e um de 30 L para cultivar microalgas com elevado controle ecofisiológico. Isso permitirá precisão na manipulação da composição bioquímica das microalgas. Nossos estudos serão fundamentados na investigação ecofisiológica de microalgas através da determinação da eficiência da fotossíntese (fluorescência modulada, PhytoPAM) associada à aplicação dos estresses ambientais para a indução da síntese de biomoléculas. A composição bioquímica das microalgas prevê determinação da concentração total de carboidratos e proteínas, além de classes lipídicas (TLC/FID). A biomassa também será avaliada empregando-se técnicas de análise térmica (calorimetria, termogravimetria e análise térmica diferencial). Usaremos duas algas que já possuem interesse comercial, Chlorella sorokiniana (fonte de proteína na aquicultura) e Haematococcus pluvialis (produtora do pigmento antioxidante astaxantina em situações de encistamento). As microalgas serão usadas na alimentação de zooplâncton, primeira etapa de produção na aquicultura. Esta pesquisa possui caráter inovador sob dois aspectos: primeiro, a associação de informções obtidas via monitoramento da fotossíntese com variáveis indutoras da síntese de compostos de interesse e, segundo, o uso de sistemas de cultivo que oferecem controle fisiológico objetivando maior rendimento e produção microalgal. (AU)