Efeitos da depleção de nitrogênio sobre a biomassa e produção lipídica de três espécies de microalgas
Palabras clave:
Cultivo, Estresse, Fi tofi siologia, Fi toplâncton.Resumen
Para viabilizar a produção em larga escala de combustíveis a partir de microalgas, é necessário, no cenário atual, selecionar as espécies corretas, diminuir os custos e determinar as condições ideais de cultivo. As espécies Chlorella vulgaris Beijerinck, Desmodesmus spinosus (Chodat) E.Hegewald e Ankistrodesmus fusiformis Corda foram isoladas e cultivadas em laboratório, em condições controladas, sob duas concentrações estressantes de nitrato de sódio (10 g/L e 5 g/L). O crescimento foi monitorado por DO 570 e o conteúdo lipídico extraído pelo método de Bligh & Dyer (1959). O estresse em D. spinosus resultou em maior acúmulo lipídico, mas em drástica diminuição do crescimento. Tanto em C. vulgaris quanto em A. fusiformis, não foi verifi cada variação signifi cativa no teor de lipídios totais ou no crescimento. Com respostas distintas aos tratamentos para cada espécie, evidencia-se a necessidade do conhecimento da fi siologia e autoecologia da cepa a ser cultivada em escala comercial.
Descargas
Citas
Baumgartner, T.R.S., Burak, J.A.M., Kogikoski, M.E., Sebastien, N.Y. & Arroyo, P.A. 2013. Avaliação da produtividade da microalga Scenedesmus acuminatus (Lagerheim) Chodat em diferentes meios de cultivo. Revista Brasileira de Biociência 11(2):250-255.
Banerjee, A., Sharma, R., Chisti, Y. & Banerjee, U.C. 2002. Botryococcus braunii: a renewable source of hydrocarbons and other chemicals.Critical Review Biotechnology 22:245–279.
Beijerinck, M.W. 1890. Culturversuche mit zoochlorellen, lichengonidien und anderen niederen algaen. Botanische Zeitung. 48:725-785.
Bicudo, C.E.M. & Menezes, M. 2005. Gêneros de algas de águas continentais do Brasil (chave para identificação e descrições). RiMa,São Carlos. 508 p.
Bligh,E.G. & Dyer,W.J. 1959. A rapid method for total lipid extraction and purification. Canadian Journal of Biochemistry and Physiology. 37:911-917
Borowitzka, M.A. & Borowitzka, L.J. 1988 Microalgal biotechnology. Cambridge university press, Cambridge. 477 p.
Carolino, L.R.V. 2011 Cultivo de microalgas unicelulares para determinação da produção lipídica e sequestro de carbono. Tese 80 f., Universidade de Lisboa, Faculdade de ciências, Lisboa.
Chisti, Y. 2007. Biodiesel from microalgae. Biotechnology Advances 25(3):294–306.
Converti, A., Casazza, A. A., Ortiz, E. Y., Perego, P. & Del Borghi, M. 2009. Effect of temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production. Chemical Engineering and Processing 48:1146-1151.
Demirbas, A. 2008. Energy sources, part a: recovery, utilization, and environmental effects. Energy Sources 31:163–168.
Doebbe, A., Rupprecht, J. & Beckmann, J. 2007. Functional integration of the hup1 hexose symporter gene into the genome of C. Reinhardtii: Impacts on biological h2 production. Journal of Biotechnology 131:27–33.
Feng, D., Chen, Z., Xue, S. & Zhang, W. 2011. Increased lipid production of the marine oleaginous microalgae Isochrysis zhangjiangensis (chrysophyta) by nitrogen supplement. Bioresource Technology 102:6710–6716.
Godinho, L.R. 2009. Família Scenedesmaceae no Estado de São Paulo: Levantamento Florístico. Tese 204 f., Instituto de Botânica da Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo.
Gouveia, L. & Oliveira, A.C. 2009. Microalgae as a raw material for biofuels production. Biotechnology 36:269-274.
Griffiths, M.J. & Harrison, S.T.L. 2009. Lipid productivity as a key characteristic for choosing algal species for biodiesel production. Journal of Applied Phycology. 21:493-507.
Hu, G., Fan, Y., Zhang, L., Yuan, C. & Wang, J. 2013. Enhanced lipid productivity and photosynthesis efficiency in a Desmodesmus sp. mutant induced by heavy carbon ions. Plos One. 8(4). Disponível em: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3621885/. Acessado em 06.12.2013.
Hu, Q., Sommerfeld, M., Jarvis, E., Ghirardi, M., Posewitz, M., Seibert, M. & Darzins, A. 2008. Microalgal triacylglycerols as feedstocks for biofuel production: perspectives and advances. The plant journal 54:621-639.
Kalita, N., Baruah, G., Goswami, R.C.D., Talukdar, J. & Kalita, M.C. 2011. Ankistrodesmus falcatus: A promising candidate for lipid production, its biochemical analysis and strategies to enhance lipid productivity. Journal of Microbiology and Biotechnology Research. 1(4):148-157.
Kormakova-Legnerova, J. 1969. The genera Ankistrodesmus Corda and Raphidium Kützing and their position in the family Ankistrodesmaceae. Presilia 37: 1-8.
Lardon, L., Hélias, A., Sialve, B., Steyer, J.P. & Bernard, O. 2009. Life-cicle assessment of biodiesel production from microalgae Environmental Science & Technology 43(17):6475-6481.
Lee, S.J., Yoon, B.D.M. & Oh, H.M. 1998. Rapid method for the determination of lipid from the green alga Botryococcus braunii. Biotechnology 12:553-556.
Li, X., Xu, H. & Wu, Q. 2007. Large-scale biodiesel production from microalga Chlorella protothecoides through heterotrophic cultivation in bioreactors. Biotechnology and bioengineering 98(4):764-771.
Liang, Y., Sarkany, N. & Cui, Y. 2009. Biomass and lipid productivities of Chlorella vulgaris under autotrophic, heterotrophic and mixotrophic growth conditions. Biotechnology Letters 31:1043-1049.
Lourenço, S.O. 2006. Cultivo de microalgas marinhas – Princípios e aplicações. RiMa, São Carlos. 588 p.
Macedo, R.V.T. & Alegre, R.M. 2001. Influência do teor de nitrogênio no cultivo de Spirulina maxima em dois níveis de temperatura – Parte II. Produção de lipídios. Campinas, Ciência e Tecnologia de Alimentos. 21(2):183–196.
Mata, T.M., Martins, A.A. & Caetano, N.S. 2010. Microalgae for biodiesel production and other applications: A review. Renewable and sustainable energy reviews 14:217-232.
Mendes, M.C.Q., Gonzalez, A.A.C., Menezes, M., Nunes, J.M.C., Pereira, S., Nascimento, I.A. 2012. Coleção de microalgas de ambientes dulciaquícolas naturais da Bahia, Brasil, como potencial fonte para a produção de biocombustíveis: uma abordagem taxonômica. Acta Botanica Brasilica. 26(3)691-696.
Morgan-Kiss, R.M., Ivanov, A.G., Modla, S., Czymmek, K., Hüner, N.P., Priscu, J.C., Lisle, J.T. & Hanson, T.E. 2008. Identity and physiology of a new psychrophilic eukaryotic green alga, Chlorella sp., strain bi, isolated from a transitory pond near Bratina Island, Antarctica.
Extremophiles 12(5):701-711.
Pan Y-Y., Wang, S-T., Chuang, L-T., Chang, Y-W. & Chen, C-N.N. 2011. Isolation of thermo-tolerant and high lipid content green microalgae: Oil accumulation is predominantly controlled by photosystem efficiency during stress treatments in Desmodesmus. Bioresource technology 102:10510-10517.
Richmond, A. 2004. Handbook of microalgal culture:biotechnology and applied phycology. Oxford: Blackwell Science. 588p.
Rodolfi, l., Zittelli, G.C., Bassi, N., Padovani, G., Biondi, N. & Bonini, G. 2009. Microalgae for oil: Strain selection, induction of lipid synthesis and outdoor mass cultivation in a low-cost photobioreactor.
Biotechnology and Bioengineering 102(1):100–120. Samorì, G. Samorì, C., Guerrini, F. & Pistocchi, R. 2013. Growth and nitrogen removal capacity of Desmodesmus communis and of a
natural microalgae consortium in a batch culture system in view of urban wastewater treatment: Part I. Water research 47(2):791-801.
Sant’Anna, C.L. 1984. Chlorococcales (Chlorophyceae) do Estado de São Paulo, Brasil. J. Cramer. 348p.
Tam, N.F.Y. & Wong, T.S. 1996. Effect of ammonia concentrations on growth of Chlorella vulgaris and nitrogen removal from media. Bioresource technology, Hong Kong 57:45-50.
Tornabene, T.G., Holzer, G., Lien, S. & Burris, N. 1983. Lipid composition of the nitrogen starved green alga Neochloris oleabundans. Enzyme Microbiology technology 5:435–440.
Thomas, W.H., Tornabene, T.G. & Weissman J. 1984. Screening for lipid yielding microalgae: activities for 1983. Solar Energy Research Institute. Disponível em: http://www.nrel.gov/docs/legosti/old/2207.pdf. Acessado em 06.12.2013.
Verma, N.M., Mehrotra, S., Shukla, A. & Mishra, B.N. 2010. Prospective of biodiesel production utilizing microalgae as the cell factories:A comprehensive discussion. African journal of biotechnology 9(10):1402-1411.
Widjaja, A., Chien, C.C. & Ju, Y.H. 2009. Study of increasing lipid production from fresh water microalgae Chlorella vulgaris. Journal of the Taiwan institute of chemical engineers 40:13–20.
Yang, J., Xu, M., Zhang, X., Hu, Q., Sommerfeld, M. & Chen, Y. 2011.
Life-cycle analysis on biodiesel production from microalgae: Water footprint and nutrients balance. Bioresource technology 102:159-165.