Desenvolvimento de meios de cultura a partir de fertilizantes agrícolas para cultivo de microalgas

Abstract

Pesquisas utilizando microalgas com alto teor de lipídeos como matéria-prima para biodiesel já ocorrem há algumas décadas, mas viabilidade econômica é um dos entraves do cultivo de microalgas, sendo necessária a redução dos custos de produção e aumento dos rendimentos em biomassa. Neste trabalho relata-se o desenvolvimento de 8 meios de cultura elaborados a partir de fertilizantes agrícolas objetivando a redução direta dos custos de cultivo de microalgas. Os meios de cultura apresentaram redução de custos entre 2 e 99 % em relação ao meio de cultura controle (BG11). Os meios de cultura A1, A2 e A3 foram elaborados com fertilizantes líquidos e sólidos solúveis, e foram avaliados no cultivo de Chlorella sp. BR001 e Scenedesmus sp. BR003. Observou-se que o meio de cultura A3 proporcionou produção de células igual ao meio de cultura BG11 para as duas cepas. Posteriormente, para reduzir ainda mais os custos de cultivos, foram desenvolvidos os meios de cultura B1, B2, B3 e B4 a partir de fertilizantes granulados e líquidos para o cultivo de Chlorella sp. BR001. Os meios de cultura proporcionaram produção de células e massa seca iguais em relação ao meio de cultura BG11. Chlorella sp. BR001 produziu pouca massa seca, portanto, não é indicada como fonte de lipídeos para a produção de biodiesel. Scenedesmus sp. BR003 foi então cultivado nos meios de cultura BG11, B1, B2, B3, B4 e B5. Os meios de cultura B1 e B4 proporcionaram maiores rendimentos para concentração celular em relação ao meio de cultura BG11. Os meios de cultura B1, B2, B3 e B5 proporcionaram maiores rendimentos em massa seca em relação ao meio de cultura BG11. O meio de cultura BG11 proporcionou maior rendimento para proteínas hidrossolúveis totais. Os meios de cultura BG11 e B2 proporcionaram maiores rendimentos para carboidratos neutros totais. O teor de lipídeos não diferiu entre tratamentos. Os meios de cultura B1 e B4 se sobressaíram quanto aos parâmetros estudados de Scenedesmus sp. BR003, demonstrando que a composição e a concentração dos fertilizantes são importantes para o cultivo desta microalga. Os fertilizantes agrícolas se mostraram uma alternativa potencial para redução dos custos de cultivos de microalgas para aplicações biotecnológicas.

Microalgae research with high lipid content as raw material for biodiesel already occur a few decades, but economic viability is one problem of the microalgae cultivation, being necessary to reduce production costs and increased productivity of biomass. In this manuscript is reported the development of 8 media growth made from agricultural fertilizers for direct reduction of microalgae cultivation costs. The media growth showed a reduction of costs between 2-99 % compared to control medium growth (BG11). The A1, A2 and A3 media growth were prepared with liquid and soluble solids fertilizers, and were evaluated in the cultivation of Chlorella sp. BR001 and Scenedesmus sp. BR003. The A3 medium growth reached cells concentration equal to the BG11 medium growth for both microalgae. Subsequently, to further reduce the costs of media growth, has developed the media growth B1, B2, B3 and B4 from solids and liquids fertilizers for Chlorella sp. BR001 cultivation. The microalgae presented the same yield of cells and dry weight for all alternative media growth and BG11 medium growth. Chlorella sp. BR001 showed low dry weight production, leading to the conclusion that this strain is not indicated as a source of lipids for biodiesel. The microalgae Scenedesmus sp. BR003 was cultivated in media growth BG11, B1, B2, B3, B4 and B5. The B1 and B4 media growth provided high cell concentrations when compared with the BG11 medium growth. The media growth B1, B2, B3 and B5 provided high dry weight when compared with the BG11 medium growth. The BG11 medium growth has presented highest yield for total soluble protein. The BG11 e B2 media growth has presented largest yields for total neutral carbohydrates. The lipid content is not different among treatments. The B1 and B4 media growth was better for the studied parameters in Scenedesmus sp. BR003, demonstrating that the concentration and composition of the fertilizer is important in the microalgae cultivation. The results indicate that Scenedesmus sp. BR003 during stationary phase accumulate carbohydrates rather than lipids. Agricultural fertilizers have shown a potential alternative for reducing the cost of microalgae cultivation for biotechnological applications.