Obtenção de oligossacarídeos prebióticos a partir da hidrólise fosfórica da biomassa de microalgas utilizadas na biomitigação de CO2 de efluente gasoso de churrascaria

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Leal, Bruna Elise Sauer
• Orientador(a): Prado, Marcelo Real
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
• Palavras-chave em Português: Prebióticos; Ácido fosfórico; Polissacarídeos; Probióticos; Ácidos graxos; Alimentos funcionais; Microscopia; Físico-química; Gases - Purificação; Tecnologia ambiental; Prebiotics; Phosphoric acid; Polysaccharides; Probiotics; Fatty acids; Functional foods; Microscopy; Chemistry, Physical and theoretical; Gases - Purification; Green technology
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1174

As microalgas vêm sendo utilizadas na área ambiental nos processos de biomitigação de CO2, uma vez que o utilizam em seu metabolismo para produzirem biomassa celular, a qual pode ser utilizada para fins nutricional e comercial. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo a obtenção de oligossacarídeos prebióticos oriundos de biomassa microalgal por meio de hidrólise fosfórica em diferentes condições moderadas de pH e termopressurização. Foi utilizada biomassa de um cultivo utilizado no sistema de tratamento de efluente gasoso de uma churrascaria de Curitiba, comparativamente com duas biomassas comerciais, Chlorella vulgaris e Spirulina platensis. Foram realizadas análises microscópicas e físico-químicas para a caracterização das biomassas, tais como umidade, cinzas, teor de carboidratos, lipídeos e proteínas. A partir da massa lipídica total foram realizadas transesterificações alcalinas e os resultados analisados por métodos cromatográficos, antes e após clarificação dos ésteres metílicos. A título de comparação inicial com as biomassas in natura, as biomassas passaram por pré-tratamentos: remoção dos lipídeos com organossolventes, purificação da parede celular com detergente SDS (Sódio Dodecil Sulfato) e recuperação do resíduo polimérico extraído pelo detergente. Estas biomassas derivadas bem como as integrais foram hidrolisadas em termopressurizador a 4,5 atm (156 oC), utilizando ácido fosfórico a pH 2,0 ou controles com água (solvólise). Adicionalmente foram realizados ensaios enzimáticos com α-amilase e β-1,3 glucanase nos oligossacarídeos resultantes dos hidrolisados fosfóricos das biomassas in natura. Com as três biomassas de microalgas in natura foi realizado planejamento fatorial 32, frente às variáveis ácido fosfórico (pH 2,5, 2,0, e 1,5) e pressão atmosférica (3 atm – 147 oC, 4,5 – 156 oC e 6,0 atm – 175 oC). Para todos os hidrolisados foram analisados pH após a hidrólise, teor de açúcar redutor e de açúcar total e perfil cromatográfico. Os oligossacarídeos obtidos foram utilizados como fonte de carbono para o cultivo de microrganismos probióticos, Bifidobacterium animalis e Lactobacillus casei, para avaliação do crescimento, pH e produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC). Os resultados indicaram que apesar de ter sido inoculada uma cepa de C. vulgaris no sistema de fotobiorreatores de mitigação de CO 2 da churrascaria, não se instalou um cultivo puro e, portanto, foi denominado de mescla Devons. O componente majoritário para todas as biomassas foi proteína, sobretudo para S. platensis (59,5 %). As transesterificações alcalinas mostraram a eficiência no processo, indicando semelhança no perfil da cromatografia gasosa da mescla Devons e C. vulgaris. O tratamento com SDS mostrou maior eficiência na remoção de proteínas, sobretudo em S. platensis. As hidrólises das biomassas pré-tratadas mostraram maior teor de oligossacarídeos na amostra in natura para mescla Devons, deslipidificada e tratada com SDS para C. vulgaris e semelhança entre a in natura e os dois primeiros tratamentos para S. platensis. Os resultados dos ensaios enzimáticos indicaram predominância de oligossacarídeos oriundos de laminarina (β-1,3 glucana), portanto prebióticos e resistentes à ação amilásica do trato gastrointestinal (TGI) superior. Os resultados do planejamento fatorial mostraram que a biomassa in natura de S. platensis foi a que apresentou os melhores resultados de hidrólise em quantidade de açúcar liberado, seguida da biomassa de mescla Devons e C. vulgaris. As melhores condições de produção e pureza de oligossacarídeos foram próximas ao ponto central do planejamento fatorial. Os cultivos dos probióticos utilizando os hidrolisados fosfóricos permitiu o crescimento das baterias benéficas (Lactobacillus e Bifidobacterium), e diferenças no pH, bem como na produção de AGCC, sobretudo ácido lático, monitorado por cromatografia líquida. Portanto, este trabalho mostra que foram produzidos oligossacarídeos prebióticos a partir do tratamento fosfórico da biomassa de microalgas, resultando uma nova aplicação em potencial de tal biomassa formada a partir do CO2 e outros componentes voláteis presentes no efluente gasoso da churrascaria.