Publicação

Cultivo de Chlorococcum amblystomatis em efluente de produção de cerveja e aplicações numa estratégia de circularidade

Detalhes bibliográficos
Resumo:	O crescimento acentuado da população mundial, tem resultado no aumento da geração de águas residuais da indústria alimentar e na crescente procura por alimentos, exercendo uma enorme pressão na produção agrícola. Paralelamente, de forma a aumentar a produtividade agrícola, têm-se recorrido ao uso de fertilizantes sintéticos, com vários impactos negativos no meio ambiente e na saúde humana. Neste contexto, torna-se essencial adotar soluções sustentáveis para o tratamento destes resíduos e para a sua valorização, nomeadamente através da produção de biomassa com aplicações biotecnológicas. As microalgas, microrganismos fotossintéticos, têm a capacidade de se desenvolver rapidamente, podendo utilizar os nutrientes presentes nas águas residuais como substrato, originando biomassa de alta qualidade. Esta biomassa pode ser utilizada como biofertilizante e bioestimulante e contribuir para a biorremediação de áreas contaminadas. O cultivo das microalgas permite a obtenção de biomassa com compostos com propriedades nutricionais e bioativas, como proteínas, hidratos de carbono (HC), lípidos e pigmentos. Estes compostos têm elevada procura em diversas indústrias, incluindo na farmacologia, cosmética e na agricultura. A Chlorococcum amblystomatis (C. amblystomatis) é uma microalga verde, com elevado teor de proteína e pigmentos, com potencial para várias aplicações biotecnológicas. Neste estudo, o principal objetivo foi cultivar a microalga C. amblystomatis em efluente de cerveja e caracterizar a biomassa resultante em termos de composição bioquímica, avaliação da atividade antioxidante dos extratos lipídicos, capacidade de biorremediação de solos e efeito bioestimulante e biofertilizante. Para tal, a microalga foi cultivada em air-lifts com efluente de cerveja, no qual se avaliou a eficiência de remoção de nitratos, amónia e fosfatos. Analisou-se a composição bioquímica da microalga, cultivada em meio otimizado (OPT) e em efluente de cerveja (EFL), nomeadamente o teor de proteína, o perfil de ácidos gordos, açúcares neutros, e o conteúdo de clorofila e carotenoides. Avaliou-se a atividade antioxidante e as propriedades biossurfactantes e emulsionantes pela estabilidade de emulsão formada entre o óleo e a microalga. Por fim, para determinar o potencial bioestimulante da microalga, avaliou-se ainda o índice de germinação (IG) da cevada, trigo e centeio e o crescimento da cevada em vaso, numa estufa. O EFL demonstrou ser um meio de cultivo viável para a C. amblystomatis com produtividades globais semelhantes ao OPT, de 0,16 ± 0,02 e 0,20 ± 0,02 g∙L-1∙d-1, respetivamente. Após 7 dias de cultivo a microalga apresentou elevadas eficiências de remoção de nitratos (NO3-) (70,51%) e de fosfatos (PO43-) (92,56%), demonstrando o seu potencial no tratamento das águas residuais da indústria da cerveja. De forma geral o cultivo em efluente não alterou a composição bioquímica da biomassa resultante. Além disso, foram atingidas concentrações de pigmentos, nomeadamente, de clorofila (23,07-24,86 mg∙g-1) e de luteína (4,11-4,28 mg∙g-1), superiores aos valores de referência das microalgas. A atividade antioxidante em Equivalentes de Trolox (TE) dos extratos lipídicos foi também semelhante entre as condições (159,58-163,75 μmol∙g-1). A biomassa de C. amblystomatis, cultivada em efluente, apresentou alta afinidade com os óleos hidráulicos de trator, gasóleo agrícola e óleo de cozinha de girassol usado, permitindo formar emulsões estáveis com o gasóleo agrícola e o óleo de cozinha de girassol usado. A biomassa obtida não proporcionou um efeito bioestimulante na germinação de cevada, trigo e centeio, e os sobrenadantes do cultivo apresentaram um efeito inibitório evidente. No entanto, em fases posteriores do crescimento da cevada, a aplicação da biomassa levou à produção de um número de espigas por planta semelhante ao controlo, mas com tamanho e peso fresco superior. Assim, o cultivo da C. amblystomatis em efluente de cerveja é uma estratégia promissora, valorizando os resíduos industriais, de forma a promover a economia circular através da produção de biomassa de elevada qualidade com diversas aplicações biotecnológicas, nomeadamente na substituição aos fertilizantes sintéticos no cultivo da cevada, um dos principais ingredientes na produção de cerveja.
Autores principais:	Machado, Mariana Pereira
Assunto:	Chlorococcum amblystomatis Efluente de cerveja Composição bioquímica Bioatividade Biorremediação Bioestimulantes Biofertilizantes
Ano:	2025
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso embargado
Instituição associada:	Universidade de Aveiro
Idioma:	português
Origem:	RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro

Descrição
Resumo:	O crescimento acentuado da população mundial, tem resultado no aumento da geração de águas residuais da indústria alimentar e na crescente procura por alimentos, exercendo uma enorme pressão na produção agrícola. Paralelamente, de forma a aumentar a produtividade agrícola, têm-se recorrido ao uso de fertilizantes sintéticos, com vários impactos negativos no meio ambiente e na saúde humana. Neste contexto, torna-se essencial adotar soluções sustentáveis para o tratamento destes resíduos e para a sua valorização, nomeadamente através da produção de biomassa com aplicações biotecnológicas. As microalgas, microrganismos fotossintéticos, têm a capacidade de se desenvolver rapidamente, podendo utilizar os nutrientes presentes nas águas residuais como substrato, originando biomassa de alta qualidade. Esta biomassa pode ser utilizada como biofertilizante e bioestimulante e contribuir para a biorremediação de áreas contaminadas. O cultivo das microalgas permite a obtenção de biomassa com compostos com propriedades nutricionais e bioativas, como proteínas, hidratos de carbono (HC), lípidos e pigmentos. Estes compostos têm elevada procura em diversas indústrias, incluindo na farmacologia, cosmética e na agricultura. A Chlorococcum amblystomatis (C. amblystomatis) é uma microalga verde, com elevado teor de proteína e pigmentos, com potencial para várias aplicações biotecnológicas. Neste estudo, o principal objetivo foi cultivar a microalga C. amblystomatis em efluente de cerveja e caracterizar a biomassa resultante em termos de composição bioquímica, avaliação da atividade antioxidante dos extratos lipídicos, capacidade de biorremediação de solos e efeito bioestimulante e biofertilizante. Para tal, a microalga foi cultivada em air-lifts com efluente de cerveja, no qual se avaliou a eficiência de remoção de nitratos, amónia e fosfatos. Analisou-se a composição bioquímica da microalga, cultivada em meio otimizado (OPT) e em efluente de cerveja (EFL), nomeadamente o teor de proteína, o perfil de ácidos gordos, açúcares neutros, e o conteúdo de clorofila e carotenoides. Avaliou-se a atividade antioxidante e as propriedades biossurfactantes e emulsionantes pela estabilidade de emulsão formada entre o óleo e a microalga. Por fim, para determinar o potencial bioestimulante da microalga, avaliou-se ainda o índice de germinação (IG) da cevada, trigo e centeio e o crescimento da cevada em vaso, numa estufa. O EFL demonstrou ser um meio de cultivo viável para a C. amblystomatis com produtividades globais semelhantes ao OPT, de 0,16 ± 0,02 e 0,20 ± 0,02 g∙L-1∙d-1, respetivamente. Após 7 dias de cultivo a microalga apresentou elevadas eficiências de remoção de nitratos (NO3-) (70,51%) e de fosfatos (PO43-) (92,56%), demonstrando o seu potencial no tratamento das águas residuais da indústria da cerveja. De forma geral o cultivo em efluente não alterou a composição bioquímica da biomassa resultante. Além disso, foram atingidas concentrações de pigmentos, nomeadamente, de clorofila (23,07-24,86 mg∙g-1) e de luteína (4,11-4,28 mg∙g-1), superiores aos valores de referência das microalgas. A atividade antioxidante em Equivalentes de Trolox (TE) dos extratos lipídicos foi também semelhante entre as condições (159,58-163,75 μmol∙g-1). A biomassa de C. amblystomatis, cultivada em efluente, apresentou alta afinidade com os óleos hidráulicos de trator, gasóleo agrícola e óleo de cozinha de girassol usado, permitindo formar emulsões estáveis com o gasóleo agrícola e o óleo de cozinha de girassol usado. A biomassa obtida não proporcionou um efeito bioestimulante na germinação de cevada, trigo e centeio, e os sobrenadantes do cultivo apresentaram um efeito inibitório evidente. No entanto, em fases posteriores do crescimento da cevada, a aplicação da biomassa levou à produção de um número de espigas por planta semelhante ao controlo, mas com tamanho e peso fresco superior. Assim, o cultivo da C. amblystomatis em efluente de cerveja é uma estratégia promissora, valorizando os resíduos industriais, de forma a promover a economia circular através da produção de biomassa de elevada qualidade com diversas aplicações biotecnológicas, nomeadamente na substituição aos fertilizantes sintéticos no cultivo da cevada, um dos principais ingredientes na produção de cerveja.