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EXTRAÇÃO DO b-CAROTENO, A PARTIR DE CULTURAS DE Dunaliella bardawil, EM AMBIENTES SUB-TROPICAIS

Paulo Cesar Esteves (PQ)(1) e Klaus Wagener(PQ)(2)

  1. Instituto de Ciências Biológicas e Ambientais da Universidade Santa Úrsula - RJ

  2. Departamento de Química da PUC - RJ

palavras-chave: D. bardawil , b-caroteno, biotecnologia

INTRODUÇÃO

As algas da espécie D. bardawil têm a característica de armazenar b-caroteno tanto na natureza quanto em laboratório. Sob condições apropriadas (pH em torno de 9, alta salinidade, altas temperaturas e alta intensidade de luz), mais de 10% do peso seco é b-caroteno. (BEN-AMOTZ & AVRON, 1990).

Devido a habilidade em multiplicar-se em ambientes hipersalinos, por possuir poucos predadores potenciais e pela sua capacidade em produzir mais de 40% em proteínas e o altamente valorizado b-caroteno, são bastante promissoras as tentativas de desenvolver esta cultura algal, a qual é baseada no crescimento autotrófico em meio contendo nutrientes inorgânicos, tendo o CO2 como única fonte de carbono. A Dunaliella parece incapaz de usar, em grande extensão, substratos orgânicos heterotroficamente. (BEN-AMOTZ & AVRON., 1990).

OBJETIVOS

O objetivo do presente trabalho foi o de produzir b-caroteno mais economicamente, um objetivo diferente, lado a lado à concentração final do b-caroteno por litro de cultura e o tempo de residência na cultura algal, a aparelhagem necessária, custos operacionais e de instalação. Para isto foram estudadas culturas algais, sob condições climáticas subtropicais no Rio de Janeiro, em sistemas fechados com a variação sistemática de diversos parâmetros como a taxa de aumento da salinidade na cultura, o valor da salinidade final, o papel dos níveis de nitrato, as condições de iluminação durante a fase de “stress”, a cinética de extração do b-caroteno das células e a taxa de degradação espontânea do b-caroteno quando sob condições ambientais de temperatura.

MÉTODOS

Para se alcançar o objetivo proposto desenvolveu-se uma metodologia visando-se a escolha do solvente adequado a ser utilizado na extração do b-caroteno, a determinação da sua curva padrão e a sua cinética de extração; o desenvolvimento de culturas de D. bardawil em laboratório e no meio ambiente; o desenvolvimento de processos de extração e preservação do b-caroteno e a determinação do fluxo de energia radiante (fer) absorvido pelas culturas algais.

RESULTADOS

O principal fator que rege o fenômeno de “stress” é a alta insolação solar. A salificação do meio ajuda a acelerar o processo e deve ser feita gradualmente. Quando a fase de crescimento ocorre em salinidade relativamente alta (> 150 g.L-1), o “stress” apesar de mais demorado, ocorre com um rendimento maior em b-caroteno.

A intensidade luminosa foi aumentada com o uso de refletores cilíndricos de modo a concentrar a luz incidente sobre o tubo transparente das culturas, uma medida que trouxe dois benefícios: (1) mais velocidade na carotenogênese (2) economia nas instalações, pois 1 m2 de refletor é mais barato do que 1 m2 de um tubo de cultura adicional.

A importância do nitrato é melhor observada quando o período de “stress” ocorre sob alta luminosidade, sendo muito pequena quando a luminosidade é baixa. A cinética de extração do b-caroteno mostrou-se a mesma, tanto para o uso do éter de petróleo 30-60ºC quanto no caso do óleo de gergelim.

A acumulação de b-caroteno atinge um máximo, em torno de 15 mg. L-1 , após 5-6 dias de “stress” e o aumento do tempo de exposição à luz não traz maiores vantagens. A taxa média de produção do b-caroteno, durante a fase de “stress”, foi de 1,28 mg.L-1.dia-1, porém considerando apenas as séries que se desenvolveram em períodos de luminosidade plena esta taxa sobe para 3,54 mg.L-1.dia-1.

A D. bardawil foi concentrada centrifugando-se por 15 minutos, com uma ace-leração radial de 1.163 g. Na extração usou-se o óleo de gergelim, e o b-caroteno foi extraído quase que totalmente na primeira extração (95,37 ± 1,55% e 96,79 ± 0,15%), mesmo variando o volume do extrator. O tempo de extração ideal foi de 3 horas A taxa de degradação espontânea, do b-caroteno, em óleo de gergelim, foi surpreendentemente baixa: menos de 7% ao mês, quando armazenado em estufa, mantida numa temperatura que variou entre 30-34ºC.

CONCLUSÕES

Em função dos resultados obtidos ao longo deste trabalho, calculou-se que a produção de b-caroteno a partir da Dunaliella, teria um custo altamente favorável, o que torna viável tentativas de se desenvolver culturas de Dunaliella bardawil para fins industriais.

BIBLIOGRAFIA

  1. AVRON, M. Biotechnology of cultivating Dunaliella rich in beta carotene: From basic research to industrial production. 2 pp., 1991.

  2. BEN-AMOTZ, A., AVRON, M. The biotechnology of cultivating the halotolerant alga Dunaliella Tibtech., v. 8, p. 121-125, 1990.

  3. BOROWITZKA, L.J., BOROWITZKA, M.A. Dunaliella in: Micro-algal biotechnology p. 27-58 ed. BOROWITZKA, L.J., BOROWITZKA, M.A. Cambridge University Press. Cambridge England., 1988.

  4. BOROWITZKA, M. A. Algal biotechnology products and processes. Matching science and econimics. J. Appl. Phycol. V. 4, n. 3, p. 267-279, 1992.

  5. BOROWITZKA, M.A. Vitamins and fine chemicals from micro-algae. in: Micro-algal biotechnology p. 153-196 ed. BOROWITZKA, L.J., BOROWITZKA, M.A. Cambridge University Press. Cambridge England., 1988.

  6. WAGENER, K.; Mariculture on Land. In:KITANI, O.; HALL, C. W. (eds.) Biomass Handbook. Gordon and Breach Science Publishers, 963 p. Cap. 1, p. 235-239, 1989.