Publicação
Upcycling of food industry byproducts using heterotrophic white Chlorella
| Resumo: | O trabalho apresentado propõe uma abordagem sustentável e economicamente viável para a valorização de subprodutos da indústria alimentar, integrando-os a processos de cultivo heterotrófico de microalgas. O objetivo principal consistiu no desenvolvimento de um bioprocesso duplo, combinando a produção enzimática de frutooligossacáridos (FOS) com o crescimento heterotrófico de Chlorella sorokiniana, utilizando subprodutos da indústria de confeitaria como fontes de carbono de baixo custo. Foram testados quatro subprodutos: amêndoas, caramelos, rebuçados de mentol e pastilha elástica, hidrolisados com a enzima Novozym® 960 (47.4 °C, pH 5.4, 1 h 25 min), produzindo hidrolisados enriquecidos em FOS, com glicose, frutose, sacarose e compostos como 1-kestose, nistose e 1F-fructofuranosil-nistose. Estes hidrolisados foram posteriormente avaliados como substratos para o cultivo heterotrófico de C. sorokiniana. O hidrolisado de amêndoa revelou-se o mais promissor, permitindo atingir valores de biomassa comparáveis aos do meio controlo com glicose comercial, sem necessidade de suplementação adicional. Já os hidrolisados de caramelos, mentol e pastilha elástica, apesar de ser possível a sua utilização como fonte de glucose, apresentaram efeitos inibitórios, possivelmente associados a compostos com atividade antimicrobiana. As análises por HPLC confirmaram o consumo seletivo de glicose, mantendo a concentração de FOS estável, o que demonstra a compatibilidade entre ambos os processos em um sistema integrado. A biomassa obtida apresentou composição equilibrada (31–38 % proteína, 43–49 % hidratos de carbono e 10–14 % lípidos), comparável à de meios heterotróficos convencionais. Estes resultados demonstram que a substituição da glucose comercial, responsável por cerca de 31 % dos custos de produção, por subprodutos industriais ricos em sacarose aumenta a sustentabilidade económica do processo, sem comprometer a qualidade da biomassa. Conclui-se que o processo desenvolvido permite a produção de FOS de elevado valor acrescentado e de biomassa de qualidade, posicionando C. sorokiniana como uma plataforma biotecnológica promissora para sistemas integrados, de baixo custo e ambientalmente sustentáveis. |
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| Autores principais: | Pereira, Luís Manuel Lopes |
| Assunto: | Chlorella sorokiniana Crescimento heterotrófico Subprodutos alimentares Hidrólise enzimática FOS Economia circular Heterotrophic growth Food-industry byproducts Enzymatic hydrolysis Circular economy |
| Ano: | 2025 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso embargado |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | O trabalho apresentado propõe uma abordagem sustentável e economicamente viável para a valorização de subprodutos da indústria alimentar, integrando-os a processos de cultivo heterotrófico de microalgas. O objetivo principal consistiu no desenvolvimento de um bioprocesso duplo, combinando a produção enzimática de frutooligossacáridos (FOS) com o crescimento heterotrófico de Chlorella sorokiniana, utilizando subprodutos da indústria de confeitaria como fontes de carbono de baixo custo. Foram testados quatro subprodutos: amêndoas, caramelos, rebuçados de mentol e pastilha elástica, hidrolisados com a enzima Novozym® 960 (47.4 °C, pH 5.4, 1 h 25 min), produzindo hidrolisados enriquecidos em FOS, com glicose, frutose, sacarose e compostos como 1-kestose, nistose e 1F-fructofuranosil-nistose. Estes hidrolisados foram posteriormente avaliados como substratos para o cultivo heterotrófico de C. sorokiniana. O hidrolisado de amêndoa revelou-se o mais promissor, permitindo atingir valores de biomassa comparáveis aos do meio controlo com glicose comercial, sem necessidade de suplementação adicional. Já os hidrolisados de caramelos, mentol e pastilha elástica, apesar de ser possível a sua utilização como fonte de glucose, apresentaram efeitos inibitórios, possivelmente associados a compostos com atividade antimicrobiana. As análises por HPLC confirmaram o consumo seletivo de glicose, mantendo a concentração de FOS estável, o que demonstra a compatibilidade entre ambos os processos em um sistema integrado. A biomassa obtida apresentou composição equilibrada (31–38 % proteína, 43–49 % hidratos de carbono e 10–14 % lípidos), comparável à de meios heterotróficos convencionais. Estes resultados demonstram que a substituição da glucose comercial, responsável por cerca de 31 % dos custos de produção, por subprodutos industriais ricos em sacarose aumenta a sustentabilidade económica do processo, sem comprometer a qualidade da biomassa. Conclui-se que o processo desenvolvido permite a produção de FOS de elevado valor acrescentado e de biomassa de qualidade, posicionando C. sorokiniana como uma plataforma biotecnológica promissora para sistemas integrados, de baixo custo e ambientalmente sustentáveis. |
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