AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DO ÓLEO DA MICROALGA cultivada

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AVALIAO DO POTENCIAL DO LEO DA MICROALGA CULTIVADA Chlorella sp. POR CROMATOGRAFIA GASOSA ASSESSMENT OF POTENTIAL OIL OF CULTIVATED MICROALGAE Chlorella sp. BY GAS CHROMATOGRAPHYRESUMO Uma das caractersticas mais marcantes das microalgas a sua ampla variedade com mais de 100 mil espcies de formas, tamanhos e cores variadas, e seu crescimento de baixo impacto ambiental. Todas as microalgas so compostas de variadas propores dos seguintes componentes: protenas, carboidratos, lipdios e cidos nucleicos. O presente estudo tem como objetivo realizar anlise do leo extrado da microalga Chrorella sp, cultivadas em condies laboratoriais controladas para avaliar espcies produtoras de lipdeos visando a produo de biodiesel. As amostras de microalgas foram coletadas no Rio Grau, municpio de Alhandra, e na praia do Cabo Branco, Joo Pessoa (PB). Chlorella sp,) do Laboratrio de Estudos Ambientais da UFPB. Os meios padro para cultivo das microalgas foi o do meio Conway. Os cultivos foram realizados em ambiente climatizado, sistema de iluminao fornecido por lmpadas fluorescentes e fotoperodo de 12 horas claro/escuro, controlado por fotoclula externa. As curvas de crescimento das espcies foram acompanhadas por um fluormetro, medidas de densidade ptica absorbncia de 570 nm em espectrofotmetro. A biomassa microalgal obtida foi submetida liofilizao sendo o material congelado a uma temperatura de aproximadamente 40C por 8 horas. A extrao foi realizada em um aparelho Sohxlet usando hexano como solvente, utilizando 26g do material. As anlises cromatogrficas dos leos extrados da microalga Chlorella sp foram realizadas em um Cromatgrafo com detector espectrmetro de massa, injetor split/splitless. Os tempos de reteno dos solutos (cidos) dos leos extrados das microalgas foram comparados com os tempos de reteno do leo de Glycine Max (L.) Merr (Soja), Brassica napus L. Var. Oleifeira (canola) e Arachis hypogaeae L.(Amendoim), alm de usar a biblioteca do software para identific-los. As anlises indicaram a presena de diversos cidos graxos com predominncia do palmtico (C16:0) para as microalgas Chrlorella sp (35, 97%) tr =14,78 min. Os cromatogramas apresentaram uma boa resoluo entre os solutos, indicando uma boa performance de separao sem a presena de adsoro no perfil dos picos dos cromatogramas. Portanto o leo da microalgas analisada a Chrlorella sp, apresenta-se como promissora com teor de cidos saturados considervel que tem a vantagem de apresentar uma maior estabilidade auto-oxidao e, consequentemente, poder favorecer melhor propriedade ao biodiesel. Palavras-chave: Microalgas. Cromatografia Gasosa. Biodiesel.Marcos Antonio Gomes Pequeno1, Aline Terra Soares2, Katharina Kardinele Barros Sassi3, Denise Domingos da Silva4* e Antnio Gouveia de Souza11

Universidade Federal da Paraba Laboratrio de Combustveis e Materiais Universidade Federal de Gois Laboratrio de Mtodos de Extrao e Separao Universidade Federal da Paraba Laboratrio de Estudos Ambientais Universidade Federal de Campina Grande Laboratrio de Biodiesel e Qumica Ambiental *Correspondncia: [email protected]

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ABSTRACT One of the most striking characteristics of microalgae is its wide range of more than 100 000 kinds of shapes, sizes and varied colors, and its growth with low environmental impact. All microalgae are composed of varying proportions of these components, proteins, carbohydrates, lipids and nucleic acids. The present study aims to conduct analysis of the extracted oil from the microalgae Chrorella sp grown in controlled laboratory conditions to evaluate lipid-producing species in order to produce biodiesel. Microalgae samples were collected in38

Revista Analytica Fevereiro/Maro 2012 N 57

Rio Grau, the city of Alhambra and the beach of Cabo Branco, Joo Pessoa-PB. Chlorella sp) Laboratory of Environmental Studies-UFPB. The standard means for cultivation of microalgae was the middle Conway. The cultures were performed in air conditioned environment, lighting provided by fluorescent lamps and a photoperiod of 12 hours light / dark controlled by photocell outside. The growth curves of these species was accompanied by a fluorometer, optical density measurements at 570 nm absorbance in a spectrophotometer. The microalgal biomass obtained was subjected to lyophilization the material was frozen at a temperature of about 40C for 8 hours. The extraction was performed on a device Sohxlet using hexane as a solvent, using 26g of the material. The chromatographic analysis of oils extracted from the microalgae Chlorella sp were performed on a chromatograph with mass spectrometer detector, split / splitless injector. The times of the solutes (acids) of oils extracted from microalgae were compared with the retention times of the oil Glycine Max (L.) Merr (soybean), Brassica napus L. Var. oleifeira (canola) and hypogaeae Arachis L. (Groundnut), besides using the software library to identify them. The analysis indicated the presence of various fatty acids with a predominance of palmitic (C16: 0) for microalgae Chrlorella sp (35, 97%) tr =14.78 min. The chromatograms showed good resolution between the solutes, indicating good separation performance without the presence of absorption peaks in the profile of the chromatograms. So the oil from the microalgae examined Chrlorella sp, presents itself as promising saturated with content that has the considerable advantage of providing greater stability to autoxidation and hence may encourage best property to biodiesel. Keywords: Microalgae. Gas Chromatography. Biodiesel.

INTRODUO As microalgas so organismos fotossintticos (providos de clorofila, portanto com capacidade de produzir oxignio) que vivem na gua ou em locais midos e cujo corpo um talo (desprovido de raiz, caule e folhas). Trata-se de um grupo no qual existe uma grande diversidade de organismos, no que diz respeito morfologia, ao grau de complexidade da estrutura do seu corpo e ao tamanho. Uma das caractersticas mais marcantes das microalgas a sua ampla variedade com mais de 100 mil espcies, de formas, tamanhos e cores variadas, e seu crescimento de baixo impacto ambiental. Estes organismos podem se desenvolver facilmente em biomas que contenham apenas luz solar e dixido de carbono (CO2) (1). As microalgas apresentam relevante potencial econmico, uma vez que muitas delas produzem substncias industrialmente importantes, sendo ainda uma fonte de recursos pouco explorada pela humanidade (2). Quando tratadas em condies adequadas, as microalgas podem crescer massivamente. Tambm constituem uma importante fonte de alimento para humanos e animais, alm de servirem de matrias-primas para produo de corantes naturais. De modo geral, o estudo bioqumico destes micro-organismos teve incio na dcada de 1950 com a publicao do trabalho de BURLEW (1953), sobre o contedo de protenas de diversas espcies de microalgas. Posteriormente, em 1980, SHELF & SOEDER (1980), estudaram diversos tipos de usos de microalgas. De acordo com LOURENO (2006), em cinco anos haver empresas que podero produzir biodiesel a partir de microal-

gas j em larga escala. Do ponto de vista ambiental, o biodiesel de microalgas apresenta como vantagem grande disponibilidade de espcies e a baixa emisso de gases promotores do efeito estufa, na atmosfera (REVISTA BIODIESEL). As microalgas tm a facilidade de manipular lipdios em termos qualitativos e quantitativos, possibilitando a utilizao de reas com solos degradados, uso de gua salobra no meio de cultivo, a qual composta por sais simples, o meio de cultura pode ser reciclado. Maior assimilao de CO2 e capacidade fotossinttica do que vegetais superiores, com possibilidade de obteno de crditos de carbono e produo contnua no segue regime de safra e a colheita diria. No Brasil, o cultivo de microalgas poder vir a ser uma prtica socioeconmica muito promissora devido as suas condies climticas adequadas, com temperaturas amenas, em grande parte do ano, e fontes hdricas abundantes. Assim, o domnio das tcnicas de produo de concentrados de microalgas poder abrir um novo campo de investigaes sobre compostos bioativos voltados a indstria de corantes naturais, como a ficoeretrina e a ficocianina. Ainda, desde que muitas microalgas tm elevado valor nutricional, elevada produtividade de biomassa, baixas taxas de subsdios qumicos e energticos e reduzida demanda por rea de cultivo, sua produo em escala industrial promissora na gerao de benefcios na reas social, ambiental e econmico (BARROS, 2010). Diferentes estudos realizados mostram que as microalgas possuem o mais elevado teor de matria graxa, tornando-se uma excelente alternativa para a produo de biocombustveis devido sua elevada densidade de lipdios com39


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parando com as oleaginosas tais como canola, soja, palma, girassol etc. Dessa forma, a produo de microalgas poderia, promover um aumento na produo de leo por hectare e reduzir o custo de produo de biodiesel, conforme mostra a Tabela 1 (PERES, 2007).

Tabela 1. Rendimento de extrao de leoRendimento de leo t/ha ano Mamoma Soja Girassol Canola Pinho manso leo de palma(dend) Microalgas 0,5 1,0 0,2 0,6 0,5 1,5 0,5 0,9 2,0 3,0 3,0 6,0 50 - 150

Na Tabela 1 pode-se observar que as microalgas poderiam, teoricamente, produzir at 150 toneladas de leo por hectare/ano. Comparando-as com a oleaginosa de maior rendimento em leo, como a palma, o fator de vantagem de 25 vezes, quando as microalgas so cultivadas em piscinas ou lagoas abertas. Dentre as novas matrias-primas usadas na obteno de leo destinado produo de biodiesel, as microalgas emergiram como uma das fontes mais promissoras, por duas razes principais: a) O rendimento em leo das microalgas muito mais alto do que o melhor rendimento obtido com as oleaginosas tradicionais; b) As microalgas podem crescer em outros lugares que no sejam terras agrcolas e florestas, minimizando assim os danos causados ao ecossistemas e produo de alimentos. Com base nos resultados observados, pode-se inferir que as microalgas cultivadas em meio aquoso e alimentadas com ar enriquecido de CO2 produzem leo, que depois pode ser convertido em biodiesel. Tal aproximao contribui para resolver dois problemas-chave; a poluio de ar resultante das emisses de CO2 e crises futuras por falta de fontes de energia. Estudos mostram que a produo por acre anual de leo de microalga pode atingir 100 gales, dependendo do tipo de microalga usada, do modelo de cultivo do mtodo de extrao do produto. Desta forma, por exemplo, uma usina de biodiesel de microalgas poderia produzir at 10.000.000 de gales de combustvel em apenas um ano (REVISTA BIODIESEL). As microalgas tm uma grande capacidade de gerao energtica, apresentando significantes teores de lipdios em sua biomassa (20% a 80%), superando as melhores plantas oleaginosas. Tais lipdios so ricos em cidos graxos C16:0 e C18:0, no entanto, a produo do biodiesel de microalgas apresenta alto custo do processamento.40

Pelo fato de o biodiesel ser uma fonte de energia renovvel e possuir caractersticas vantajosas em relao a outras fontes, rgos pblicos e privados esto apoiando programas de pesquisa, bem como, reduzindo custos fiscais para produo industrial de matrias-primas para produo de biodiesel. As microalgas apresentam vrios fatores favorveis ao seu cultivo, com alta eficincia fotossinttica em comparao com outras plantas vasculares, com reproduo muito elevada e vivel utilizao de guas residuais para o seu cultivo. Outro ponto de grande destaque nos estudos atuais das microalgas, e que tem relao direta com os objetivos deste trabalho, o cultivo de espcies locais visando produo de biomassa para extrao do leo visando a produo de biodiesel. Devido ao crescimento do interesse mundial no biodiesel como forma de alternativa ao leo diesel de origem fssil, h no Brasil, atualmente, um grande nmero de projetos que vem sendo desenvolvidos com plantas oleaginosas para produo de matria-prima para produo de biodiesel (MATA et al, 2012). O aumento da produo destas plantas tem consequncias ambientais severas, visto que a expanso dessa nova prtica agrcola implica mudanas nos padres de uso do solo e converses de reas naturais. neste ponto que se encaixam as microalgas, pois elas possuem maior rendimento em leos quando comparadas com outras oleaginosas, o que resultaria em maior produo de leo por hectare, otimizando assim, o uso de pequenos espaos que poderia fornecer muito mais biomassa e mais biodiesel por unidade de rea do que as plantas oleaginosas. H uma srie de possibilidades de cultivo de microalgas para a produo de biodiesel, mas todas as opes esto limitadas a ambientes aquosos. Assim, necessrio separar a biomassa do meio para extrao do leo e para a transesterificao. Contudo, o processo de separao consiste em um procedimento trabalhoso, isso devido ao tamanho reduzido das clulas. Os leos so compostos por triacilglicerdeos (TAG) que so steres de cidos graxos ligados ao glicerol. A identificao destes constituintes simplificada por se basear apenas no nmero de tomos de carbono dos cidos graxos. Assim, o uso de Cromatografia Gasosa Capilar a Altas Temperaturas (HT-CGC) em coluna polarizvel ou apolar, possibilitou que um nmero maior de TAG fosse isolados cromatograficamente. Com o objetivo de elucidar o perfil lipdico de leos de microalgas, o presente estudo tem como proposta investigar a composio triacilglicerdica do leo de microalgas cultivadas por meio da Cromatografia Gasosa de Alta Resoluo.

OBJETIVOS Objetivo geral O presente estudo tem por objetivo realizar o cultivo em massa da microalga Chlorella sp. em condies laboratoriais controladas e avaliar o potencial produtivo do leo extrado por cromatografia gasosa para a produo de biodiesel.



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MATERIAL E MTODOS Este trabalho foi desenvolvido no Campus I da Universidade Federal da Paraba (UFPB), sendo que o cultivo das microalgas executado na Unidade de Microplncton e Cultivo de Microalgas do Laboratrio de Estudos Ambientais (LEA/ CCEN/UFPB). Material biolgico As cepas das microalgas foram obtidas no banco de cultura do Laboratrio de Estudos Ambientais da UFPB, quando cultivadas em meio lquido e com agitao constante, apresentam clulas individualizadas de colorao verde-azulada. Meio para o cultivo O meio padro para cultivo da microalga foi o de meio Conway para a microalga Chlrorella sp cuja principal caracterstica fornecer entre outros nutrientes, carbono inorgnico introduzidos sob as formas de NaHCO3 e Na2CO3 que se convertem em CO2 utilizado na fotossntese (VONSHAK, 1997). Condies de cultivo O cultivo da microalga Chlrorella sp em tanque de cultivo contnuo foi desenvolvido na Unidade de Microplncton e Cultivo de Microalgas do LEA. Os cultivos foram realizados em ambiente climatizado com temperatura de 28 3C, sistema de iluminao fornecido por lmpadas fluorescentes 40W (4,5 0,3 Klux) tipo luz-do-dia e fotoperodo de 12 horas claro/escuro, controlado por fotoclula externa. A agitao foi realizada pela injeo contnua de ar num fluxo de 2,0 mL min-1 por compressor para o tanque de cultivo. Curvas de crescimento das microalgas As curvas de crescimento das espcies foram acompanhadas por fluorescncia in vivo em um fluormetro Turner Design, modelo 10005R, medidas de densidade ptica absorbncia de 570 nm em um espectrofotmetro, marca Micronal, modelo B382, e por contagem celular em cmaras Sedgewick-Rafter em microscpio binocular Leica. Esses procedimentos foram realizados diariamente, a cada 24 horas, a partir da fase de inoculao da cepa no meio de cultura. Os cultivos foram inoculados com densidade celular inicial de aproximadamente 3,0 x 102 cel mL-1. Obteno e manuteno das culturas Foram realizadas coletas da microalga Chlorella em mananciais do estado da Paraba (rios, riachos e nascentes, esturios e ambiente marinho), localizados no litoral paraibano. O material foi coletado em frascos de vidro transparente e transportado ao laboratrio em condies hermticas.42

Procedeu-se a inoculao de gotas desse material em tubos de ensaio estril contendo meios de cultura, os quais foram mantidos em cmaras de germinao dotadas de sistema de iluminao e controle de fotoperodo. O isolamento e a purificao das culturas foram efetuados empregando-se micropipetas capilar, onde foram confeccionadas em Bico de Bunsen, utilizando pedaos de um tubo de vidro de 15 cm de comprimento. O mtodo consiste em isolar individualmente cada uma das espcies que cresceram a partir do inculo com populao mista e reinocular um nico exemplar em tubos de ensaio estril separadamente contendo meio de cultura. Os tubos assim preparados foram mantidos em cmara de cultivo dotada de sistema de iluminao com fotoperodo controlado e temperatura constante. As culturas unialgais obtidas foram mantidas em bales de 250 mL com 150 mL de meio de cultura ou em tubos de ensaio. As repicagens foram sempre feitas na fase exponencial, evitando-se assim possveis contaminaes. Os clones reinoculados foram mantidos em cmara climatizada localizado no Laboratrio de Estudos Ambientais (LEA-UFPB). Para a realizao desta pesquisa foram utilizadas amostras de microalgas coletadas (Chlorella sp). Foi construdo curva de crescimento com o intuito de definir adequadamente os momentos de repicagens. Todos os materiais utilizados na manuteno dos cultivos e nos experimentos foram criteriosamente esterilizados, a fim de evitar possveis contaminaes cruzadas. Para tanto, a limpeza do material foi realizada com detergente neutro a 10%, carbonato de sdio (Na2CO3) e soluo aquosa de cido clordrico 5%, com enxgues sucessivos em gua corrente, conforme MILLER et al., 1980. Por fim, estes foram secos em estufa 40C, e, em seguida, esterilizado em autoclave a 120C, por (30 min), conforme rotina do laboratrio de cultivo de microalgas do LEA. Materiais especficos como tubos de ltex, conectores e papis, foram esterilizados em cmara UV. Preparao dos meios de cultura Os meios sintticos usados para a manuteno dos cultivos foram preparados usando gua destilada sobre temperatura autognica a 120C por (30 min). Tal gua foi deixada em repouso por 24 horas em temperatura ambiente sendo ento, adicionados as vitaminas, os macro e micronutrientes, conforme especificado na Tabela 2. Foi utilizado o meio Conway para os cultivos com a Chlorella sp. Obteno de biomassa seca Inicialmente, a cepa da microalga Chlorella sp foi acondicionada na cmara de cultura de microalgas do LEA/UFPB em condies pr-estabelecidas, mas sem aerao. O cultivo foi iniciado adicionando-se 1,0 mL da cepa da microalga em erlenmeyers de 250 mL, contendo 100 mL de meio de cultura correspondente. Aps sete dias adicionou-se os 100 mL do


concentrado algceo a 400 mL de meio de cultivo. Passados cinco dias, quando a biomassa j estava densa, o volume total do concentrado algceo obtido foi transferido 320 L, para o meio de cultivo em caixas brasilit com capacidade para 500 L.

modelo LS3000. Aps a liofilizao, a biomassa convertida em um p solto e uniforme, aps macerao. Extrao do leo das microalgas A extrao do leo da microalga Chlorella sp foi realizada em um aparelho de Sohxlet usando 500 mL de hexano como solvente, 26 g da biomassa de microalga seca, foi colocado em um tubo de vidro e em seguida no extrator, que foi conectado a um balo de 500 mL. O solvente foi adicionado e o condensador foi conectado ao extrator. O aquecimento foi controlado por um termostato ligado a uma manta aquecedora. O leo da microalga Chlorella sp foi obtido aps oito horas de extrao, caracterizada pela mudana de cor (amarela) do solvente. Em seguida foi retirado o excesso de solvente com gs nitrognio e colocado em um recipiente de vidro. Determinao cromatogrfica dos TAG presentes no leo da microalga Chlorella sp. As anlises cromatogrficas dos TAG foram realizadas em um cromatgrafo a gs GC-MS 17A, tendo como gs de arraste o hlio, equipado com um detector de espectro de massa, injetor split = 1:10, com velocidade linear mdia do gs de 40 cm.s-1, e uma temperatura de 250C. Foi utilizada uma coluna LM -100 (polietilenoglicol) 25 m x 0,25 mm x 0,3 m. Empregou-se uma temperatura inicial de 70oC a 10oC min-1 at 240oC (13min) e depois 5oC min-1 at 250oC, temperatura do injetor/interface a 250oC.

Tabela 2. Composio do meio de cultura Conway utilizado nesta Pesquisa Fonte: WALNE (1966)(10).Soluo Principal FeCl3.6H2O MnCl2.4H2O H3BO3 EDTA NaH2PO4.2H2O NaNO3 Soluo de metais traos gua destilada Soluo de vitaminas B12 B1 gua destilada Soluo de metais ZnCl2 CoCl2.6H2O (NH4)6Mo7O24.4H2O CuSO4.5H2O gua destilada Soluo de silicato Na2SiO3.5H2O gua destilada Adicionar a Soluo Principal Quantidades 4,0 g 100,0 mL Quantidades 2,60 g 0,72 g 67,20 g 90,0 g 40,0 g 200,0 g 2,0 mL 2.000 mL Quantidades 10,0 mg 200,0 mg 200,0 mL Quantidades 2,1 g 2,0 g 0,9 g 2,0 g 100,0 mL

Adicionar 1,0 mL para cada litro de gua do mar

Adicionar 0,1mL para cada litro de gua do mar

RESULTADOS E DISCUSSO Curvas de crescimento das microalgas A curva de crescimento obtida para a espcie Chlorella sp, mostrou comportamento distinto frente a outras microalgas apresentadas na literatura Pequeno et. al, 2010, tanto no que concerne durao da fase Lag, no nmero mximo de clulas na fase estacionria, na durao da fase exponencial e no rendimento mximo em biomassa. As diferenas existentes no processo de crescimento das microalgas esto associadas com o tamanho das clulas, e consequentemente, com as velocidades mximas de assimilaes de nutrientes de cada espcie e suas taxas metablicas. A curva de crescimento da microalga Chlorella sp, indicada na Figura 1, teve o propsito de traar a curva de crescimento dessa espcie nas condies de cultivo visando caracterizar as diferentes fases da curva e o rendimento final em biomassa. Na Figura 2, observa-se que houve crescimento do pH at o dcimo segundo dia de cultivo, permanecendo constante at o vigsimo nono, tendo algumas flutuaes devido variaes no sistema de equilbrio do CO2, permanecendo com pH entre 10,2 e 10,3 at o vigsimo nono dia de cultivo.43

Adicionar 2,0 mL para cada litro de gua do mar em caso de cultivo de diatmaceas e de silicoflagelados

Colheita e filtrao Quando os cultivos atingiram o ponto de corte (fase exponencial), a biomassa da Chlorella sp, foi deixada decantar por um perodo de 4 horas e material recolhido atravs de suco, sendo este centrifugado e o sobrenadante descartado. Mtodos de secagem A biomassa microalgal obtida foi submetida liofilizao, sendo o material congelado a uma temperatura de aproximadamente 40C por 8 horas. Em seguida, o material foi levado ao liofilizador por um perodo de 24 horas. A liofilizao foi realizada a uma temperatura de 40C, presso de 0,0966 mmHg e percentual de vcuo de 99,99 em Liofilizador Terroni


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7,50 Nmero de Clulas/mL

5,00

2,50

0,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 dias de cultivo

Figura 1. Curva de crescimento da microalga Chlorella sp

bm pode ser reniforme ou um pouco assimtrica. A parede celular bem distinta, porm, delgada. O cloroplastdio nico na maioria das vezes, raro ocorrerem dois. Quando nico, tem a forma de taa, quando em nmero de dois, cada um tem a forma de uma calota rasa e aberta. Pirenoide nem sempre presente. Os representantes deste gnero so habitantes principalmente do plncton de sistemas de guas paradas ou quase, dos tipos Laos e reservatrios, mas tambm podem ser coletados do solo, de ambientes subareos e do interior de protozorios ciliados, Hydra (celenterado), Spongilla (esponja) e de outros componentes da microfauna. No ltimo caso, foram identificadas por Brandt como Zoochlorella. O Gnero compreende umas catorze ou quinze espcies conhecidas de coleta do mundo inteiro. (LANGE-BERTALOT, H. and R. SIMONSEN, 1978).

10,4 10,2 10 9,8 pH 9,6 9,4 9,2 9 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 Dias 21 23 25 27 29 31

Figura 2. Comportamento do pH do cultivo da Microalga Chlorella sp

A resistncia difuso da molcula de CO2 menor que a do on HCO3-, tornando o CO2 a espcie qumica de carbono inorgnico preferencialmente consumida pelas microalgas. Quando este consumido, o sistema em equilbrio CO2(aq) H2CO3(aq) HCO3- (aq) CO32- (aq) acontece no sentido de formao de CO2, consumindo H+ do meio. Assim, seja CO2 ou HCO3-(aq) a espcie qumica consumida pelas clulas, o crescimento celular resulta em aumento do pH do meio de cultivo. No entanto, ocorreu aumento do pH e queda da concentrao de ons HCO3-, indicando que, alm do crescimento da biomassa, provocam a alterao do pH e da concentrao de carbono inorgnico dissolvido no meio durante o cultivo da microalga (ANDRADE et al, 2008). Morfologia das microalgas por microscpio De acordo com as imagens obtidas pelo microscpio Leica 12x20 Grande Angular, Figura 3 foi possvel verificar que a microalga possui formato diferenciado, conforme caractersticas abaixo: Chlorella sp Indivduos sempre solitrios e de vida livre. A clula , em geral, esfrica, elipsoidal ou ovoide, mas tam44Figura 3. Imagens das microalga Chrorella sp obtidas por microscpio Leica 12x20 Grande Angular aumento de 200 x 400, mantidas no banco de cultivo do LEA

Anlise cromatogrfica do leo da microalgas Chlorella sp As anlises cromatogrficas permitiram identificar percentuais de cidos graxos presentes na microalga Chlorella sp. Assim foi possvel avaliar a composio, em cidos graxos, ao final dos cultivos em modo semicontnuo em relao aos cidos graxos totais. Os cromatogramas mostraram que o cido graxo predominante foi o cido palmtico (C16:0), este perfil qualitativo semelhante aos obtidos em estudos realizados por, Olguin et al.( OLGUN et al, 2001), os quais foram realizados em condies descontnuas, utilizando temperaturas entre 25 e 35C, diferentes iluminncias e concentraes de nitrognio. A caracterizao dos perfis de cidos graxos foi realizada por comparao do cromatograma de massas com padres existentes na biblioteca do software (Massa Spectral Database NIST-EPA-NIH).



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O cromatograma dos cidos graxos do leo da Microalga Chlorella sp est mostrado na Figura 4. A Tabela 3 mostra o percentual e tempo de reteno dos cidos graxos com destaque para o Palmtico P(C16:0) que apresentou um teor 35,97% seguindo em ordem decrescente pelo Vacnico V(C18:1 cis 9), Esterico S(C18:0) e Palmitoleico Po(C16:1 cis 9) com valor de 12,08, 10,99 e 9,09%, respectivamente. Outros cidos apresentaram teores que variaram entre 0,39% e 5,37%.

A

15.0

17.5

20.0

22.5

25.0

27.5

De acordo com a literatura, o leo da microalga Chlorella sp produz muitos compostos que podem apresentar maior susceptibilidade oxidao, isso se d devido aos elevados nveis de cidos graxos poli-insaturados presentes em sua cadeia graxa. Porm, os compostos poli-insaturados apresentam um ponto de congelamento muito mais baixo do que os monoinsaturados ou saturados. Isso faz com que o biodiesel obtido a partir dos leos de microalgas tenha propriedades muito mais adaptadas a regies de clima frio, do que o biodiesel obtido de outras fontes. Entretanto, a diferena mais significativa, refere-se ao rendimento do leo extrado das microalgas, isso porque de acordo com algumas estimativas, o rendimento do leo de microalgas duzentas vezes maior do que os leos de outras fontes, tais como: palma, mamona, soja etc. (TOMASINI et al, 2008)

P Po 15.0 L A Ga 20.0 ARA NI Be 22.5 25.0 a 15.5 16.0 16.5 S

BO

V

CONCLUSO Aps a realizao do presente estudo, pode-se concluir que a microalga Chlorella sp tem como principal vantagem em relao aos vegetais superiores a possibilidade de cultivo em guas residuais (imprprias para uso), assim como em pequenas reas com luz solar, CO2 e gua em quantidade suficiente, no comprometendo reas de cultivo para alimentao humana. O desenvolvimento de cultivo das microalgas se apresenta bastante promissor por apresentar altas taxas de crescimento, o que implica em um aumento considervel na produtividade de matria graxa. Os cidos graxos encontrados nos leos das microalgas diferem-se, principalmente, pela espcie de microalgas. Com relao aos leos extrados das microalgas, a espcie Chlorella sp com 51,08%, apresentara-se bastante promissora quanto ao teor de cidos saturados, sendo assim, as espcies mais indicadas para a produo de biodiesel devido ao menor percentual de cidos insaturados. Contudo, para estabelecer esta prtica necessrio que se faa um estudo extenso com cepas que possam ter o seu nvel de cidos graxos manipulado de forma a maximiz-lo. Seria interessante buscar novas cepas com este potencial. O cultivo de microalgas apresenta vrias caractersticas interessantes: custos relativamente baixos para a colheita e transporte e menor gasto de gua, comparados aos de cultivo de plantas; pode ser realizado em condies no adequadas para a produo de culturas convencionais.

17.0

Cb Lg

17.5

tempo (min)

Figura 4. Cromatograma do leo extrado da Microalga Chlrorella sp (A); cromatogramas ampliados no tempo de reteno de 15,0 17,0 min ( B) e de 17,5 27,5 min (C)

Tabela 3. Resultados anlise cromatogrfica do leo extrado da microalga Chlorella sp.Chlorella sp Soluto (Simbologia) P (C16:0) O (C18:1 cis 7) L (C18:2 cis 9,12) a (C18:3 cis 6,9,12) Po (C16:1 cis 9) S (C18:0) V (C18:1 cis 9) Ln (C18:3 cis 9, 12, 15) b (C16:2 cis 7, 10) Be (C22:0) A (C20:0) Ga (C20:1 cis 9) ARA (C20:4 cis 5,8,11,14) Lg (C24:0) NI Nome Palmtico Oleico Linoleico y-linoleico Palmitoleico Esteretico Vacnico Linolnico c. Hexadecadieneico Behnico Araqudico Gadoleico Araquidnico Lignocrico No identificado % Total em rea 35,97 5,37 8,93 0,39 9,09 10,99 12,08 7,43 2,05 2,17 0,59 1,20 0,82 2,08 0,82 Tempo Reteno (min) 14,79 17,00 17,47 17,85 15,02 16,78 17,08 18,18 15,50 21,90 18,93 19,15 20,74 26,53 21,77

AGRADECIMENTOS Ao Prof. Dr. Roberto Sassi da Unidade de Microplncton e Cultivo de Microalgas do Laboratrio de Estudos Ambientais (LEA/CCEN/UFPB), pela obteno das espcies. Ao LACOM/ UFPB, CNPq e CAPES.

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AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DO ÓLEO DA MICROALGA cultivada