COMPARAÇÃO DE MÉTODOS DE RUPTURA CELULAR E EXTRAÇÃO DE LIPÍDIOS DE BIOMASSA PERIFÍTICA

O perifíton, ou biofilme, caracteriza-se como uma comunidade complexa de organismos aquáticos aderidos a substratos submersos, dentre os quais destacam-se as microalgas, as quais são componentes de um grupo variado de organismos, cujo conteúdo em lipídios reflete essa diversidade. O objetivo deste estudo foi desenvolver um método utilizando a irradiação por micro-ondas para rompimento da parede celular das microalgas visando a extração dos lipídios presentes com maior eficiência que o método tradicional de Bligh e Dyer. A biomassa empregada foi proveniente de um sistema Algal Turf Scrubber, localizado nas margens do Lago Dourado, em Santa Cruz do Sul, RS. Partindo de um planejamento fatorial 23, as amostras foram secas a 50 °C até peso constante, irradiadas por micro-ondas (65 °C e 200 W), centrifugadas, filtradas e secas a 70 °C até peso constante. O maior rendimento lipídico foi no experimento 7 (6,27 %), utilizando tempo de extração maior (15 minutos), menor quantidade de biomassa (300 mg) e maior proporção de metanol (2:1). Pelo método de Bligh e Dyer, o maior rendimento foi de 9,17 %, porém foram gastos 7 mL de clorofórmio, 1 mL de metanol e 5 horas e 50 minutos a mais. As condições de extração alteraram o perfil de ácidos graxos obtidos, já que, com a tecnologia de ultrassom obteve-se mais dois ácidos graxos (C:12 e C18:0 n-6 isômero) da biomassa. Concluiu-se que, a disrupção celular por micro-ondas pode ser utilizada como uma alternativa viável, pois, envolve menores tempos de processamento, mão-de-obra e gastos com solventes.

AVALIAÇÃO DA EXTRAÇÃO DE PIGMENTOS NATURAIS DA BIOMASSA REMANESCENTE DE UM SISTEMA ALGAL TURF SCRUBBER (ATS)

A biomassa proveniente de microrganismos contém recursos potencialmente renováveis e com a utilização correta pode-se gerar produtos de alto valor agregado, proporcionando um ganho ambiental e econômico. Um dos bioprodutos que apresenta grande potencial são os pigmentos naturais, os quais apresentam atividades biológicas benéficas. Assim, o foco desta pesquisa foi avaliar os pigmentos presentes na biomassa de um sistema Algal Turf Scrubber (ATS) em água de superfície local. A análise e identificação dos pigmentos foram realizadas através das técnicas de cromatografia em camada delgada (CCD) e de alta eficiência com detector por arranjo de diodos (CLAE-DAD). A espectroscopia de absorção no ultravioleta visível (UV-vis) e fluorescência com varredura foram também utilizadas para fornecer informações complementares dos extratos. A partir da análise por CLAE-DAD e com base na comparação dos tempos de retenção e dos espectros encontrados para cada pico cromatográfico foi possível estimar os possíveis pigmentos na biomassa. Assim, os pigmentos possíveis identificados foram: clorofila a, epímero da clorofila a, feoftina a1 e feoftina a2, diadinocromo, violaxantina e dois carotenoides desconhecidos.

AVALIAÇÃO DE FORMAÇÃO DE BIOFILME PERIFÍTICO E IDENTIFICAÇÃO DE MICROALGAS EM UM SISTEMA PILOTO ALGAL TURF SCRUBBER

Os corpos d'água costumam sofrer eutrofização como resultado do excesso de nutrientes, e isso impulsionou a necessidade de desenvolvimento de tecnologias para auxiliar e manter a qualidade da água. Os sistemas Algal Turf Scrubber (ATS) são alternativas para a preservação e monitoramento das condições da água, bem como proporcionar sustentabilidade ambiental e financeira ao longo do tempo. Com base nisso, objetivamos estudar o potencial de desenvolvimento de um biofilme em um sistema piloto de ATS instalado em um lago durante o período de outono/inverno. Para isso, monitoramos alguns parâmetros da água, avaliamos o rendimento de biomassa e identificamos as microalgas no perifíton. As estações selecionadas e as condições ambientais complicaram o desenvolvimento do biofilme. Apesar disso, obtivemos um rendimento de biomassa de 4,67 g m-2 d-1 e sua composição de lipídios foram de 10%, em que os ácidos graxos em maior abundância foram o ácido palmítico e oleico. Através de estudos morfológicos e taxonômicos, quatro gêneros de microalgas foram identificados: Chlorella; Desmodesmus; Pedriastrum e Spirogyra. Acreditamos que analisando em outras estações e variações das condições ambientais poderia levar a um maior desenvolvimento do perifíton e, consequentemente, a melhores tratamentos para massas de água eutrofizadas.

Bioproducts characterization of residual periphytic biomass produced in an algal turf scrubber (ATS) bioremediation system

The transformation of residual biomass from bioremediation processes into new products is a worldwide trend driven by economic, environmental and social gain. The present study aimed to evaluate the potential for obtaining bioproducts of technological interest from the remaining periphytic biomass formed during a bioremediation process with an algal turf scrubber (ATS) system installed in a lake catchment. Different methodologies were used according to the target bioproduct. Analyses were performed by high performance liquid chromatography with diode array detector (HPLC/DAD), gas chromatography mass spectrometry (GC-MS), ultraviolet–visible spectroscopy (UV-VIS) and inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). The results demonstrated that the periphytic biomass presented potential since protein (17.7%), carbohydrates (22.4%), total lipids (3.3%) with 3.6 mg mL−1 of fatty acids, antioxidants (144.5 μmol Trolox eq. g−1) and chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoids (1,719.7 μg mL−1, 541.2 μg mL−1 and 317.7 μg mL−1, respectively) were obtained. Inorganic analysis presented a value of 42.3 ± 2.58% of total ash and metal presence was detected, indicating bioaccumulation. The properties found in periphyton strengthen the possibility of its application in different areas, ensuring bioremediation efficiency.