Valorização sustentável de biomassa de macroalgas: um exemplo prático de biorrefinaria utilizando a Ulva lactuca

Para amenizar os desafios globais causados pelas mudanças climáticas, poluição ambiental e crescimento populacional, a valorização de matérias-primas provenientes de biomassa renovável através da biorrefinaria mostra-se como uma alternativa promissora e eficiente para enfrentar esses problemas. A abordagem do conceito de biorrefinaria permite o fracionamento sustentável da biomassa para produção de múltiplos produtos, criando maior valor acrescentado à cadeia produtiva e zero desperdício. Entre as fontes de biomassa disponíveis na natureza, as macroalgas (algas marinhas verdes, castanhas e vermelhas) são crescentemente consideradas um recurso alternativo de biomassa sustentável para a produção de alimentos, bioquímicos, biomateriais e biocombustíveis. De acordo com o tipo e espécie de alga marinha, é possível extrair elevadas quantidades de hidratos de carbono, proteínas, sais minerais, ácidos graxos e outras substâncias químicas. Neste estudo, a atenção é voltada para a macroalga verde Ulva lactuca, uma espécie encontrada mundialmente, que oferece alta produção de biomassa e contêm compostos químicos com grande potencial para aplicações farmacêuticas, cosméticas, químicas e energéticas. Neste trabalho, um modelo de biorrefinaria foi realizado, para produção de seis diferentes produtos a partir da mesma biomassa de Ulva lactuca. Os procedimentos foram etapas sequenciadas de extrações, no qual em cada extração um determinado método foi aplicado e todo resíduo gerado foi aproveitado. Um total de 73% da biomassa inicial foi recuperado em produtos separados. A fração dos produtos recuperados da biomassa seca inicial foi de 22% de sais minerais, 9% de amido, 6% de lípidos, 4% de ulvanas, 11% de proteínas e 21% de celulose. A fração de lípidos recuperada apresentou 24% de carotenoides, esse produto demonstra grandes utilidades na indústria nutracêutica e alimentícia. A fração de proteínas indicou 28% de proteínas totais, a qual pode ser utilizada na alimentação humana ou animal. Através de uma análise referente às possíveis aplicações para os outros produtos recuperados, a biomassa de Ulva lactuca se mostrou uma fonte de matéria-prima promissora para ser utilizada em biorrefinaria.To mitigate the global challenges caused by climate change, environmental pollution and population growth, the valorization of raw materials from renewable biomass through biorefinery is a promising and efficient alternative to address these problems. The biorefinery concept approach allows the sustainable fractionation of biomass for the production of multiple products, creating greater added value to the production chain and zero waste. Among the sources of biomass available in nature, macroalgae (green, brown and red seaweed) are increasingly considered an alternative resource of sustainable biomass for the production of food, biochemicals, biomaterials and biofuels. According to the type and species of seaweed, it is possible to extract high amounts of carbohydrates, proteins, mineral salts, fatty acids and other chemicals. In this study, attention is focused on the green macroalgae Ulva lactuca, a species found worldwide, which offers high biomass production and contains chemical compounds with great potential for pharmaceutical, cosmetic, chemical and energy applications. In this work, a biorefinery model was carried out to produce six different products from the same biomass of Ulva lactuca. The procedures were sequenced steps of extractions, in which in each extraction a certain method was applied and all residue generated was used. A total of 73% of the initial biomass was recovered in separate products. The fraction of the products recovered from the initial dry biomass was 22% of mineral salts, 9% of starch, 6% of lipids, 4% of ulvans, 11% of proteins and 21% of cellulose. The fraction of lipids recovered presented 24% carotenoids, this product demonstrates great uses in the nutraceutical and food industry. The protein fraction indicated 28% of total proteins, which can be used in human or animal feed. Through an analysis of the possible applications for the other products recovered, Ulva lactuca biomass proved to be a promising raw material source to be used in biorefinery