Publicação
Microalgae production strategies to increase carotenoid and polyunsaturated fatty acid composition for food and feed
| Resumo: | As microalgas têm sido destacadas como uma fonte promissora e sustentável de importantes compostos bioactivos para as indústrias farmacêutica e alimentar, como por exemplo: carotenóides, ácido eicosapentaenóico (EPA) e ácido docosahexaenóico (DHA). Este trabalho teve como objetivo otimizar e caracterizar a produção de biomassa da Pavlova gyrans através de uma abordagem multivariada. Inicialmente foram avaliados os efeitos de 17 fatores abióticos na produtividade da biomassa de P. gyrans. As variáveis que apresentaram um impacto significativo (p < 0,10) no crescimento da P. gyrans foram a intensidade de luz, NaNO3, e CuSO4,5H2O, sendo a última a única a afetar negativamente o crescimento da P. gyrans. Numa segunda etapa estas variáveis, juntamente com o NaH2PO4.H2O, foram estudadas de forma a otimizar a produção de biomassa da P. gyrans, resultando as seguintes condições ótimas de crescimento: 700 μmol.photons.m-2.s-1 de intensidade luminosa, 1500 mg.L-1 NaNO3, 6 μg.L-1 CuSO4.5H2O e 40 mg.L-1 NaH2PO4.H2O. Em comparação com as condições controlo a formulação ótima permitiu um aumento de 3,8 vezes no valor máximo de biomassa produzida (2,26 g AFDW.L-1) assim como uma melhoria generalizada no perfil bioquímico (teor de proteínas, PUFA, ácidos gordos n-3, DHA e EPA). Além disso, foi também avaliado o efeito dos 17 fatores abióticos na produção de xantofilas e carotenos de P. gyrans (p < 0,10), com especial ênfase na fucoxantina (Fx), β-caroteno (βCar), e a soma de todos os carotenóides analisados individualmente (TCar). Na gama de valores testada verificou-se que a produção de Fx foi aumentada usando maiores concentrações de azoto e menor intensidade luminosa. Além disso, o azoto e o ferro foram positivamente correlacionados com a acumulação de βCar. O conteúdo de TCar aumentou em concentrações mais elevadas de azoto, ferro e cobalto, bem como em níveis mais baixos de salinidade e iluminação. As condições de crescimento formuladas para maior acumulação de Fx e TCar melhoraram a respetiva produção (p < 0,05). Entre as experiências de validação, os valores mais elevados de Fx e TCar alcançados por P. gyrans foram 6,153 e 11,794 mg.g- 1 DW, o que representou um aumento de 3 e 2 vezes, respectivamente, em comparação com o meio de controlo (Walne). Os resultados deste trabalho permitiram compreender a importância dos diferentes fatores abióticos no crescimento e composição bioquímica da P. gyrans, assim como entender a importância nutricional que esta microalga apresenta. Os dados aqui apresentados poderão facultar informação relevante para a possível produção à escala industrial desta microalga. |
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| Autores principais: | Maciel, José Filipe Gonçalves |
| Assunto: | DHA EPA Fucoxantina Condições de cultivo Otimização Pavlova gyrans Fucoxanthin, Growth conditions Optimization |
| Ano: | 2023 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | As microalgas têm sido destacadas como uma fonte promissora e sustentável de importantes compostos bioactivos para as indústrias farmacêutica e alimentar, como por exemplo: carotenóides, ácido eicosapentaenóico (EPA) e ácido docosahexaenóico (DHA). Este trabalho teve como objetivo otimizar e caracterizar a produção de biomassa da Pavlova gyrans através de uma abordagem multivariada. Inicialmente foram avaliados os efeitos de 17 fatores abióticos na produtividade da biomassa de P. gyrans. As variáveis que apresentaram um impacto significativo (p < 0,10) no crescimento da P. gyrans foram a intensidade de luz, NaNO3, e CuSO4,5H2O, sendo a última a única a afetar negativamente o crescimento da P. gyrans. Numa segunda etapa estas variáveis, juntamente com o NaH2PO4.H2O, foram estudadas de forma a otimizar a produção de biomassa da P. gyrans, resultando as seguintes condições ótimas de crescimento: 700 μmol.photons.m-2.s-1 de intensidade luminosa, 1500 mg.L-1 NaNO3, 6 μg.L-1 CuSO4.5H2O e 40 mg.L-1 NaH2PO4.H2O. Em comparação com as condições controlo a formulação ótima permitiu um aumento de 3,8 vezes no valor máximo de biomassa produzida (2,26 g AFDW.L-1) assim como uma melhoria generalizada no perfil bioquímico (teor de proteínas, PUFA, ácidos gordos n-3, DHA e EPA). Além disso, foi também avaliado o efeito dos 17 fatores abióticos na produção de xantofilas e carotenos de P. gyrans (p < 0,10), com especial ênfase na fucoxantina (Fx), β-caroteno (βCar), e a soma de todos os carotenóides analisados individualmente (TCar). Na gama de valores testada verificou-se que a produção de Fx foi aumentada usando maiores concentrações de azoto e menor intensidade luminosa. Além disso, o azoto e o ferro foram positivamente correlacionados com a acumulação de βCar. O conteúdo de TCar aumentou em concentrações mais elevadas de azoto, ferro e cobalto, bem como em níveis mais baixos de salinidade e iluminação. As condições de crescimento formuladas para maior acumulação de Fx e TCar melhoraram a respetiva produção (p < 0,05). Entre as experiências de validação, os valores mais elevados de Fx e TCar alcançados por P. gyrans foram 6,153 e 11,794 mg.g- 1 DW, o que representou um aumento de 3 e 2 vezes, respectivamente, em comparação com o meio de controlo (Walne). Os resultados deste trabalho permitiram compreender a importância dos diferentes fatores abióticos no crescimento e composição bioquímica da P. gyrans, assim como entender a importância nutricional que esta microalga apresenta. Os dados aqui apresentados poderão facultar informação relevante para a possível produção à escala industrial desta microalga. |
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