Potencialidades de Chlorella vulgaris cultivada em meio à base de concentrado de dessalinização

Abstract

O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades físicoquímicas da biomassa de Chlorella vulgaris em um meio à base de concentrado de dessalinização proveniente do processo de dessalinização de águas subterrâneas na comunidade de Uruçu, no município de São João do Cariri # Paraíba. O concentrado de dessalinização possui alta concentração de sais minerais (cloretos, carbonatos e bicarbonatos) que se reincorporado ao solo podem causar o fenômeno de eritrofização, erosão e salinização do solo. Por isso, diversas pesquisas têm sido realizadas de modo a encontrar soluções de reciclagem deste concentrado. Entre estas pesquisas, o cultivo de microalgas para a produção de biomassa com finalidade biotecnológica. O cultivo autotrófico de Chlorella vulgaris foi inicialmente mantido em Bold Basal Medium (BBM). Para fazer uso do concentrado de dessalinização, realizou-se a caracterização físico-química, determinada segundo metodologia descrita no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater - APHA (2005). Com a aplicação da Metodologia de Superfície de Resposta foi possível avaliar o efeito de três nutrientes: NaNO3, KH2PO4 e solução micronutriente nas concentrações estabelecidas pelo planejamento experimental. O meio de cultura proposto para maximizar a produção de biomassa de Chlorella vulgaris consistiu de 0,09 g L-1 de NaNO3, 0,014 g L-1 de KH2PO4 e 0,20 mL L-1 de solução micronutriente. Otimizado, o novo meio de cultura serviu de base para realizar um cultivo contínuo em fotobiorreator, com o objetivo de avaliar os teores de proteína e lipídeos totais que resultaram em 43,0 % e 9,5 %, respectivamente. A espécie Chlorella vulgaris apresentou predominância em três ácidos graxos: ácido linolênico (C18:3n3c); ácido palmítico (C16:0) e ácido linoléico (C18:2n6c), cujas proporções foram de 20,9 %; 20,5 %; 18,8 %, respectivamente. Estes ácidos graxos têm entre 14 e 18 carbonos na cadeia, sendo predominantemente poli-insaturados (39,7 %), saturados (25,7 %) e monoinsaturados (14,0 %). Adiante, com o novo meio de cultura realizou-se um cultivo sucessivo em biorreatores cônicos, a fim de avaliar a capacidade de reuso da solução contendo concentrado de dessalinização. Quatro foram os ciclos de cultivo. Para cada ciclo de cultivo, os valores de biomassa resultaram em 1° ciclo, 1,55 g L-1; 2° ciclo, 0,96 g L-1; 3° ciclo, 0,62 g L-1 e 4° ciclo em 0,42 g L-1. Neste trabalho foi observado que a biomassa de Chlorella vulgaris é fonte de ácidos graxos essenciais -3 e -6. Por fim, obteve-se um meio de cultivo alternativo e de baixo custo para o crescimento de Chlorella vulgaris

The aim of this study was to optimize a medium culture for the microalgae Chlorella vulgaris using the concentrate from desalination process of groundwater by reverse osmosis from a water desalination plant in the community of Uruçu, in São João do Cariri # Paraíba/Brazil. The desalination concentrate contains high mineral concentrations such as chlorides, carbonates and bicarbonates, which may increase the risk of soil salinization in the case of being reincorporated in the soil. Therefore, many studies have been performed in order to find solutions for recycling this waste. Autotrophic cultivation of Chlorella vulgaris was initially kept in Bold Basal Medium (BBM). In order to use the desalination concentrate, the physical-chemical parameters were determined according to the Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater # APHA (2005). The Response Surface Methodology was used in order to evaluate the effect of three nutrients: NaNO3, KH2PO4 and micronutrient solution as determined by the experimental design. The culture medium proposed for maximizing the biomass production of Chlorella vulgaris consists of 0.09 g L-1 of NaNO3; 0.014 g L-1 of KH2PO4 and 0.20 mL L-1 of micronutrient solution. Once optimized, the new culture medium was used as the basis for performing a continuous cultivation in photobioreactors, in which the total protein and lipids resulted in 43 % and 9.5 %, respectively. The Chlorella vulgaris species produced, predominantly, three fatty acids: linolenic acid (C18:3n3c); palmitic acid (C16:0) and linolenic acid (C18:2n6c), whose contents were 20.9 %; 20.5 %; 18.8 %, respectively. These fatty acids present 14 to 18 carbons in the carbon chain, being mainly polyunsaturated (39.7 %), saturated (25.7 %) and monounsaturated (14.0 %). With the optimized culture medium, then, a continuous cultivation in bioreactors was carried out. After each cultivation period, the biomass was collected and the culture medium was used in the further cultivation cycles in order to evaluate the ability of reusing the solution containing the desalination concentrate. Four cultivation cycles were performed. The values of biomass resulted in 1° cycle, 1.55 g L-1; 2° cycle, 0.96 g L-1; 3° cycle, 0.62 g L-1 and 4° cycle, 0.42 g L-1. In this work, it was observed that the biomass of Chlorella vulgaris is a potential source of essential fatty acids -3 e -6. Finally, it was possible to obtain an alternative and low cost culture medium for the growth of Chlorella vulgaris