Uso de métodos físicos na otimização da extração lipídica de Haematococccus pluvialis produzida em cultivo mixotrófico visando a obtenção de proteínas e astaxantina da biomassa residual

Abstract

A microalga Haematococcus pluvialis tem despertado grande interesse pelo seu conteúdo celular, principalmente astaxantina e lipídios, sendo comumente cultivada para produção de biocombustível, contudo, para que essa produção seja sustentável faz-se necessário o uso de métodos de extração lipídica eficientes e o aproveitamento da biomassa residual. O presente estudo tem como objetivo avaliar métodos de pré-tratamento para a extração de lipídios e analisar a biomassa residual da microalga H. pluvialis. A microalga foi cultivada em sistema mixotrófico e semi-contínuo, sendo inoculadas a 10% do volume, partindo de tubos de ensaio de 40 mL até volumes de 20L, tendo seu crescimento acompanhado através de microscópio óptico, coletando-se a biomassa na fase de macrozoóide (vegetativa) e aplanósporo (cística). Essas amostras foram centrifugadas (3500 g por 15 minutos) e liofilizadas, sendo determinada a produtividade em biomassa seca e submetidas à extração lipídica. A extração ocorreu por método químico, utilizando como solvente o clorofórmio:metanol, e teve como métodos de pré-tratamento: biomassa com clorofórmio:metanol sob ultrassom (BCMU), biomassa com clorofórmio:metanol sob radiação γ (BCMR) e biomassa seca sob radiação γ (BSR); nas fases vegetativa e cística do ciclo de vida, em triplicata. Após extração lipídica, a biomassa residual foi seca e submetida às análises quantitativas de proteínas, nas fases vegetativa e cística, e astaxantina, apenas na fase cística, todos em triplicata. A produtividade em biomassa seca foi de 0,135 ± 0,07 g L⁻¹ na fase vegetativa e de 0,317±0,04 g L⁻¹ na cística. O conteúdo lipídico total foi maior na fase vegetativa (P<0,05), sendo em média 0,113 ± 0,02 g e na fase cística 0,076 ± 0,02 g, com rendimento médio de 16% e 11% do peso seco, respectivamente, sendo o método BCMR o de maior rendimento, nas duas fases. Quanto à concentração de astaxantina na biomassa residual da fase cística, observou-se sua preservação ao utilizar o método BSR (76,2 ± 11,5 mg L⁻¹), sendo semelhante à biomassa bruta (79,0 ± 6,8 mg L⁻¹), enquanto a biomassa residual dos demais métodos apresentou baixa concentração de astaxantina (BCMU: 10,07 ± 2,0 e BCMR: 10,3 ± 2,3). Já o conteúdo proteico foi em média de 44,26 ± 2,29% do peso seco para a fase vegetativa e 19,9 ± 2,17% para a cística, não diferenciando significativamente (P>0,05) para a biomassa residual, proveniente da extração lipídica com os diferentes métodos de pré-tratamento, e a biomassa bruta. Portanto, o método de extração lipídica com irradiação gama foi eficiente para as células vegetativas de H. pluvialis, principalmente em biomassa com clorofórmio:metanol (BCMR); contudo, considerando a preservação da astaxantina na biomassa residual, constatou-se como melhor método a irradiação gama em biomassa seca (BSR). Ademais, foi possível atestar que independente do método de extração lipídica, a biomassa residual apresentou-se como excelente fonte proteica, nas duas fases do ciclo de vida. Este é o primeiro estudo a utilizar radiação gama como método de pré-tratamento de biomassa algal para extração lipídica.