Bioprospecção de microalgas verdes isoladas de corpos de água de Curitiba e região : potencial para a produção de lipídeos, proteínas e carotenoides naturais

Orientador : Prof. Dr. Júlio Cesar de CarvalhoCoorientador : Prof. Dr. Carlos Ricardo SoccolDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia. Defesa: Curitiba, 28/08/2017Inclui referências : f.76-85Resumo: Como parte da bioprospecção de microalgas com potencial biotecnológico, foram isoladas 31 culturas unialgais, das quais 20 linhagens (consideradas com maior crescimento) foram avaliadas, quanto as características físicas (tamanho, biovolume, eficiência de sedimentação em 4 horas, facilidade de rompimento de 50% das células), químicas (teor lipídico, proteico, carboidratos, carotenoides e cinzas) e parâmetros de crescimento (velocidade especifica de crescimento, produtividade, produção de biomassa). Adicionalmente, para estimular a produção de lipídeos as microalgas foram submetidas a estresse por intensidade luminosa O A (87,5 gmolm s ) , estresse salino (3% NaCl p/v) e limitação de nitrogênio (10% do nitrato presente no cultivo sem estresse). Os resultados mostram que as microalgas isoladas, quando submetidas a condições de aumento de intensidade luminosa e limitação de nitrogênio, alem de apresentar teor lipídico superior a 20%, aumentaram sua velocidade de crescimento. As linhagens MPF02, BPF01, DLMN01, FPA01 e JPF01, apresentaram características promissoras como linhagens lipídicas. Todas as linhagens isoladas apresentaram potencial como microalgas proteicas, porem, a linhagem NPA01 apresentou 63,8% de proteína, seguida por BPF05 e BPF03 como cepas promissoras proteicas. Microalgas alto conteúdo de carboidratos foram JPF01 e MPF01 com 33,6 e 31,0%. As linhagens destacadas por seu conteúdo de carotenoides são FPA01 e JPF01. As condições de estresse por intensidade luminosa e limitação de nitrogênio testadas não representam estresse celular para as linhagens testadas, e sim, uma estimulação para o crescimento. As microalgas FPA01, JPF01, BPF03 apresentaram versatilidade por que apresentaram potencial em vários parâmetros químicos avaliados e os mais altos parâmetros de crescimento. Já o isolado NPA01 foi promissor para a produção de proteínas comparável com cepas comerciais usadas para este fim. Os parâmetros físicos das linhagens permitem direcionar a procura de linhagens de interesse biotecnológico. Palavras-chave: Microalgas; proteínas; carboidratos; lipídeos; carotenoides.Abstract: As a part of the bioprospection of microalgae with biotechnological potential, 31 unialgal cultures were isolated, 20 of which (considered to present the highest growth) were evaluated for physical characteristics (size, biovolume, sedimentation efficiency at 4 hours, pressure for disruption of 50% of the cells), chemical (lipid content, protein, carbohydrates, carotenoids ash) and growth parameters (specific growth rate, productivity, biomass production). In addition, to stimulate lipid oy production, microalgae were subjected to stress by light intensity (87.5 ^molm sA '), saline stress (3% NaCl w/v) and nitrogen limitation (10% of the nitrate used in the stress-free culture). The results show that when subjected to increased light intensity and nitrogen limitation, the isolates presented a lipid content higher tha 20% and increased growth rate. The MPF02, BPF01, DLMN01, FPA01 and JPF01 strains showed promising characteristics as lipidic strains. All isolated strains showed potential as proteic microalgae, however, the strain NPA01 was best with 63.8% protein, followed by BPF05 and BPF03, also promising proteic strains. Microalgae with high carbohydrate contents were JPF01 and MPF01 with 33.6 and 31.0%, respectively. The strains highlighted by their carotenoid content are FPA01 and JPF01. The stress conditions tested - higher light intensity and nitrogen limitation - did not stressed the tested strains, but rather stimulated the growth and production of lipids. The microalgae FPA01, JPF01, BPF03 are versatile because they presented potential in several parameters evaluated and the highest growth rates. The strain NPA01 may be promising for the production of proteins, comparable to commercial strains used for this purpose. The physical parameters of the strains allow to direct the choice of strains of biotechnological interest. Key words: Microalgae; proteins; carbohydrates; lipids; carotenoids