Tese
Cultivo de Chlorella sorokiniana em vinhaça de cana-de-açúcar clarificada e suas aplicações biotecnológicas
Cultivation of Chlorella sorokiniana in clarified sugarcane vinasse and its biotechnological applications
Registro en:
NUNES, Nathaskia Silva Pereira. Cultivo de Chlorella sorokiniana em vinhaça de cana-de-açúcar clarificada e suas aplicações biotecnológicas. 2021. 143 f. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia Ambiental) – Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologias, Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados, MS, 2021.
Autor
Nunes, Nathaskia Silva Pereira
Institución
Resumen
Microalgae represent one of the most promising sources of new products and applications, with considerable advantages over traditional raw materials. This reinforces the relevance of carrying out studies that evaluate alternative means of cultivation for the production of microalgae, since with the increase in the production of microalgae, the prospecting of their products for biotechnological applications also increases. Thus, the objective of the present work was to evaluate the development of Chlorella sorokiniana in an alternative medium based on clarified sugarcane vinasse (Saccharum officinarum) and the production of biodiesel and biopolymer films from microalgal biomass. In order to carry out microalgal cultivation in vinasse, clarification was necessary to reduce color and turbidity. As an alternative product, Moringa oleifera seed + glass filter was efficient in clarifying the vinasse with a higher percentage of color and turbidity reduction obtained using 30 gL-1 of seed, with 68.92% and 78.78% reduction, respectively. The optimal density values were verified for microalgae grown in diluted vinasse and supplemented with NPK fertilizer. It was also possible to obtain a functional relationship by linear regression, for the three microalgal quantification techniques: cell density, optical density and dry biomass, making it plausible to quantify the microalgae through a technique and transform such values through the equations generated by linear regression. As for the applications of microalgal biomass, the ethyl esters produced through ethyl transesterification in situ of the Chlorella sorokiniana biomass met most quality control standards. The production of films by the casting method with microalgae C. sorokiniana, gelatin and glycerol, demonstrated excellent characteristics for food packaging. The films proved to be a barrier at all concentrations of microalgal biomass evaluated for the development of microorganisms Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Staphylococcus epidermidis, Salmonella typhimurium. As microalgas representam uma das mais promissoras fontes de novos produtos e aplicações, possuindo vantagens consideráveis sobre matérias-primas tradicionais. Isso reforça a relevância de realizar estudos que avaliem meios de cultivo alternativos para produção de microalgas, pois com o aumento da produção de microalgas, aumenta-se também a prospecção de seus produtos para aplicações biotecnológicas. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o desenvolvimento de Chlorella sorokiniana em meio alternativo à base de vinhaça de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) clarificada e a produção de biodiesel e filmes biopoliméricos a partir da biomassa microalgal. Para realizar o cultivo microalgal em vinhaça foi necessária a sua clarificação, para redução de cor e de turbidez. Como produto alternativo, a semente de Moringa oleifera + filtro de vidro foi eficiente na clarificação da vinhaça com maior percentual de redução de cor e turbidez obtido utilizando 30 g.L-1 de semente, com 68, 92% e 78,78% de redução, respectivamente. Os valores ótimos de densidade foram verificados para microalgas cultivadas em vinhaça diluída e suplementada com fertilizante NPK. Também foi possível obter uma relação funcional por regressão linear, para as três técnicas de quantificação microalgal: densidade celular, densidade óptica e biomassa seca, tornando plausível quantificar as microalgas através de uma técnica e transformar tais valores através das equações geradas pela regressão linear. Quanto as aplicações da biomassa microalgal, os ésteres etílicos produzidos através da transesterificação etílica in situ da biomassa de Chlorella sorokiniana atenderam a maioria dos padrões de controle de qualidade. A produção de filmes pelo método de casting com a microalga C. sorokiniana, gelatina e glicerol, demonstrou excelentes características para embalagens de alimentos. Os filmes demonstraram ser uma barreira, em todas as concentrações de biomassa microalgal avaliadas para o desenvolvimento dos microrganismos Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Staphylococcus epidermidis, Salmonella typhimurium. Fundação de Apoio ao Desenvolvimento do Ensino, Ciência e Tecnologia do Estado de Mato Grosso do Sul (FUNDECT)