Potenciais aplicações biotecnológicas de microalgas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Zanette, Cristina Maria, 1984-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/73608
Resumo: Orientadora: Profa. Dra. Michele Rigon Spier
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spelling Zanette, Cristina Maria, 1984-Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de AlimentosSpier, Michele Rigon, 1977-2022-05-03T19:42:56Z2022-05-03T19:42:56Z2019https://hdl.handle.net/1884/73608Orientadora: Profa. Dra. Michele Rigon SpierTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa : Curitiba, 10/05/2019Inclui referências: p. 115-134Resumo: As microalgas são organismos fotossintetizantes presentes no solo e em ambientes marinhos e de água doce. Neste grupo estima-se que existam entre 200.000 a 1.000.000 de espécies, no entanto, apenas algumas são utilizadas industrialmente. As microalgas apresentam baixo custo de cultivo quando comparados a outros organismos e apresentam capacidade de produção de diferentes compostos bioativos, pigmentos, lipídios e enzimas (Capítulo 1). Considerando a demanda dos consumidores e da indústria por produtos sustentáveis e naturais, o presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial biotecnológico de diferentes gêneros de microalgas para a produção da enzima ?-galactosidase, avaliar da atividade antibacteriana e antioxidante de extratos e lipídios e caracterizar e otimizar a produção dos biocompostos. No Capítulo 2 foi realizado o cultivo mixotrófico de oito espécies de microalgas utilizando lactose como indutora da produção de ?-galactosidase. A produção intra e extracelular da enzima foi avaliada durante o cultivo. Dunaliella tertiolecta, Chlorella minutissima e Nannochloropsis oculata foram capazes de crescer sob condições mixotróficas. D. tertiolecta apresentou a maior atividade enzimática (33,5 U L? 1) no 11° dia de cultivo e maior rendimento de produto em relação ao substrato. Foram empregadas duas técnicas de rompimento celular, sendo que a sonicação apresentou os melhores resultados. No Capítulo 3 foi avaliada a atividade antibacteriana, antioxidante e a caracterização de extratos aquosos, etanólicos e hexânicos da biomassa microalgal. Os extratos aquosos não apresentaram atividade antibacteriana. Os extratos etanólicos e hexânicos de C. vulgaris, D. tertiolecta, N. oculata e Tetraselmis gracilis apresentaram atividade no ensaio de difusão em poços e os valores de CIM variaram de 0,40 a 9,55 mg mL-1. Quarenta compostos foram identificados por CG-EM nos extratos etanólicos e hexânico, sendo o fitol, ácidos graxos e fitoesterois encontrados em maior proporção. O extrato etanólico de T. gracilis apresentou a maior capacidade antioxidante no ensaio ABTS+o e o extrato de D. tertiolecta no ensaio HClO.Observou-se correlação significativa positiva entre a atividade antioxidante e o teor de fenólicos totais dos extratos etanólicos das espécies estudadas. No Capítulo 4 foi realizada a extração dos lipídios da biomassa seca, transesterificação e avaliação das atividades antibacteriana, antioxidante, quantificação de fenólicos e análise do perfil lipídico. As espécies C. vulgaris e D. tertiolecta apresentaram altos níveis de ácidos graxos poliinsaturados e N. oculata apresentou o maior teor de ácido palmítico, que são ácidos graxos reconhecidos por seus efeitos antimicrobianos. O extrato de C. vulgaris apresentou a maior capacidade antioxidante (ensaios ABTS+o e HClO) em comparação aos demais extratos lipídicos. No Capitulo 5 foi realizada a otimização da produção de biomassa da microalga T. gracilis, otimização das condições de extração, análise do perfil de ácidos graxos e atividade antibacteriana. Os valores ótimos estimados para maximizar a produção de biomassa foram de 132,56 mg L-1 de NaNO3, 25,14 mg L-1 de NaH2PO4.2H2O. e 19,23 g L-1 de NaCl. O tempo de extração não teve efeito significativo e a proporção de solvente 3:1 (clorofórmio:metanol) e temperatura de extração de 60°C apresentaram os maiores rendimentos de extração. Todos os extratos testados apresentaram atividade antibacteriana frente aos patógenos em concentrações variando de 0,20 a 1,45 mg mL-1.Abstract: Microalgae are photosynthetic organisms present in soil, marine and freshwater habitats. In this group it is estimated that 200,000 to 1,000,000 species exist, however, only a few are used industrially. The microalgae present low cost of cultivation when compared to other organisms and can produce a great variety of bioactive compounds as pigments, lipids and enzymes (Chapter 1). Regarding consumer and industry demand for sustainable and natural products, the present study aimed to evaluate the biotechnological potential of different genera of microalgae for the production of the ?-galactosidase enzyme, to evaluate the antibacterial and antioxidant activity of extracts and lipids and to characterize and optimize the production of biocompounds. In Chapter 2, the mixotrophic cultutivation of eight species of microalgae using lactose as carbon source was carried out. Intracellular and extracellular production of the enzyme was evaluated during cultutivation. Dunaliella tertiolecta, Chlorella minutissima and Nannochloropsis oculata were able to grow under mixotrophic conditions. D. tertiolecta presented the highest enzymatic activity (33.5 U L -1) on the 11th day of cultivation and higher yield in relation to the substrate. Two techniques of cell disruption were employed, and sonication presented the best results. In Chapter 3 the antibacterial, antioxidant and characterization of aqueous, ethanolic and hexane extracts of the microalgal biomass were evaluated. The aqueous extracts did not present antibacterial activity. Ethanolic and hexane extracts of C. vulgaris, D. tertiolecta, N. oculata and Tetraselmis gracilis showed activity in agar well diffusion assay and MIC values ranged from 0.40 to 9.55 mg mL -1. Forty compounds were identified by GC-MS in ethanolic and hexane extracts, with phytol, fatty acids and phytosterols being found in greater proportion. The ethanolic extract of T. gracilis presented the highest antioxidant capacity in the ABTS+o assay and the D. tertiolecta extract in the HClO assay. A significant positive correlation was observed between the antioxidant activity and the total phenolic content of the ethanolic extracts of the studied species. In Chapter 4, lipids were extracted from dry biomass, transesterificated and evaluated of antibacterial, antioxidant activity, phenolic quantification and lipid profile analysis. The species C. vulgaris and D. tertiolecta presented high levels of polyunsaturated fatty acids (PUFA) and N. oculata presented the highest content of palmitic acid (42.85%), which are recognized for their antimicrobial effects. The extract of C. vulgaris showed the highest antioxidant capacity (ABTS +o and HClO) compared to the other lipid extracts. In Chapter 5 the optimization of the lipid productivity of T. gracilis, optimization of extraction conditions and analysis of the fatty acid profile and antibacterial activity were performed. The optimum values estimated to maximize biomass productivity were 132.56 mg L-1 of NaNO3, 25.14 mg L-1 of NaH2PO4.2H2O and 19,23 g L-1 of NaCl. The extraction time had no significant effect and the solvent ratio 3:1 (chloroform: methanol) and the extraction temperature of 60 °C showed the highest extraction yields. All extracts tested showed antibacterial activity against pathogens in concentrations ranging from 0.20 to 1.45 mg mL-1.1 recurso online : PDF.application/pdfMicroalgaCompostos bioativosAgentes antiinfecciososAntioxidantesTecnologia de AlimentosPotenciais aplicações biotecnológicas de microalgasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - CRISTINA MARIA ZANETTE.pdfapplication/pdf5627160https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/73608/1/R%20-%20T%20-%20CRISTINA%20MARIA%20ZANETTE.pdf99e2c7c837b549fccd40e400639bd5feMD51open access1884/736082022-05-03 16:42:56.309open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/73608Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082022-05-03T19:42:56Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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