Avaliação do crescimento da microalga Chlorella minutissima em meio de cultura com diferentes concentrações de manipueira

Abstract

Resumo : Esta pesquisa objetivou determinar as melhores condições de cultivo da microalga Chlorella minutissima LEB 108 com vistas a produzir biomassa algal em resíduo agroindustrial do processamento da mandioca. A cepa da microalga utilizada neste estudo foi isolada da lagoa de estabilização da estação de tratamento de efluentes industriais da Usina Termelétrica Presidente Médici, em Candiota-RS e gentilmente cedida pela Fundação Universidade Federal do Rio Grande (FURG/RS). Os experimentos foram realizados em fotobiorreatores do tipo tubulares (provetas) com capacidade de 2L, e equipados com sistema de retirada asséptica de amostras, bem como em fotobiorreatores do tipo Erlemeyers com capacidade de 2L. Os cultivos foram mantidos em agitação constante com um fluxo de ar atmosférico de 0,3 L/min. A iluminância foi de 2500 Lux fornecida por lâmpadas fluorescentes tipo "luz do dia". A temperatura foi mantida constante em 30°C com fotoperíodo de 12h claro/escuro. Os cultivos iniciaram com concentrações celulares de 0,2 g.L-1, e foram mantidos durante 15 dias. As características de crescimento da cepa estudada foram avaliadas sob os seguintes aspectos: concentração de biomassa, pH, teor de lipídios e proteínas, cianeto, DBO e DQO. Após o "experimento IV" os resultados demonstraram maior redução de cianeto nas condições 25% e 30% de manipueira diluída em água, cujo valor foi reduzido de 27,24 mg/L a 0,05 mg/L para as duas condições. A maior redução de DBO ocorreu através das condições 20% e 25% de manipueira, com valores reduzidos de 2.400 mg O2/ a 182,00 mgO2/L e uma maior redução de DQO na condição 15% de manipueira, com valor reduzido de 6180 mg O2/L para 658,00 mgO2/L, após cultivo algal. A maior produção de biomassa nos quatro experimentos foi obtida quando cultivada em erlenmeyer, utilizando-se meio MBM, experimento II, condição (5% de manipueira, 75% de meio MBM e 20% de inóculo) onde se obteve uma concentração máxima "Xmáx" de 2,790 g.L-1. Esse resultado foi superior ao obtido por outros autores com a mesma linhagem cultivada em meio MBM. A velocidade específica máxima de crescimento "µmáx" nos quatro cultivos foi obtida no experimento III, condição (20% de manipueira – 60% de água – 20% de inóculo) que foi de 0,397 dia -1. A produtividade máxima "Pmáx" de 0,540 g.L-1. dia-1 foi obtida no experimento IV (20% de manipueria, 80% de água e 10% de inóculo). O maior teor de lipídio (11,08%) foi obtido no experimento IV, condição (15% de manipueira, 85% de água e 10% de inóculo). Esse valor é superior ao encontrado por outros autores, quando cultivaram Chlorella vulgaris e Chlorella minutissima em meio MBM obtendo respectivamente 6,96% e 7,98% de lipídios na biomassa seca. Com relação ao maior teor protéico na biomassa da Chlorella o melhor resultado foi obtido no experimento IV (20% de manipueira, 80% de água e 10% de inóculo) com 55,11% de proteína seca. Esse trabalho apresenta grande potencial em termos econômicos e ambientais, pois permite um tratamento objetivo das águas residuárias do processamento da mandioca, assim como pela geração de novos produtos de interesse comercial a partir desse resíduo.

Abstract : The aim of this research was to investigate the best conditions for microalga Chlorella minutissima LEB 108 cultivation in order to obtain algal biomass in agro industrial waste. The microalga strain used in this experiment was isolated from the stabilization pool of the Usina Termeletrica Presidente Medici’s effluent treatment station, in Candiota/RS, and kindly donated by Fundação Universidade Federal do Rio Grande (FURG/RS). The experiments were performed in 2 litter capacity tubular photobioreactors, supplied with aseptic system for sample withdrawal, and in 2 litter capacity Erlenmeyer flasks photobioreactors, as well. The culture were maintained in constant shaking with 0,3 L/min atmospheric air flow and illuminance of 2500 lux provided by "day light" fluorescent lamps. The temperature was maintained constant at 30ºC with 12 hour light/darkness photoperiod. The culture was initiated with 0.2 g.L-1cell concentration and was kept growing for 15 days. The growth trait of the microalga strain studied was evaluated under the following aspects: biomass production; pH; lipid and protein content; cyanide reduction; OBD and OCD. After experiment IV the results showed greater reduction of cyanide in conditions with 25% and 30% of cassava waste water diluted with water, whose concentration was reduced from 27,24 mg/L to 0,05 mg/L. The biggest OBD reduction occurred through condition 20% and 25% of cassava waste water, with reduced rate from 2.400 mgO2/L to 182,00 mgO2/L and the biggest reduction in OCD in condition 15% of cassava waste water, with reduced rate from 6,180mgO2/L to 658mgO2/L after algal culture. The best biomass production in the four experiments was obtained when the alga cultivated in Erlenmeyer, using MBM medium, in experiment II, condition (5% cassava waste water - 75% MBM and 20% inoculant) where a maximum concentration was obtained "Xmáx" of 2,790 g/L-1. This result was better than the obtained one for other with the same ancestry in MBM medium. The best maximum specific growing velocity " µmáx" in the four cultivations was obtained in experiment III, condition (20% cassava waste water - 60% water - 20% inoculant) that was µmáx. 0,397 day-1. The maximum productivity "Pmáx" of 0,540gL-1 was obtained in experiment IV (20% cassava waste water - 80% water and 10% inoculant). The biggest lipid rate, (11,08%), was obtained in experiment IV, condition (15% de cassava waste water - 85% water and 10% inoculant). This value is better than the ofound one for other authors, when they had cultivated Chlorella vulgaris and Chlorella minutissima in MBM medium obtaining, respectively, 6,96% and 7,98% of lipid in the dry biomass. With regard to the biggest protein content in the Chlorella biomass, it was obtained in experiment IV (20% cassava waste water – 80% water and 10% inoculant), with 55,11% of dry protein. This work presents great potential in economics and environmental terms; therefore it allows an objective treatment of residuary waters from the processing of the cassava, as well as for the generation of new products of commercial interest from this residue.