BRPI1101230B1 - METHOD FOR PRODUCTION OF SPIRULINA USING CLARIFIED WHEAT - Google Patents
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Abstract
método para produção de spirulina usando soro lácteo clarificado. a presente invenção descreve um método alternativo para a produção de spirulina utilizando-se soro lácteo (soro de leite e derivados, como queijo, ricota, manteiga, produtos de ultrafíltração, concentrado protéico e outros, in natura ou reconstituidos). mais especificamente, descreve o crescimento de spirulina em soro clarificado com produção maior quando comparado com o meio padrão zarrouk.method for producing spirulina using clarified whey. The present invention describes an alternative method for producing spirulina using whey (whey and derivatives, such as cheese, ricotta, butter, ultrafiltration products, protein concentrate and others, fresh or reconstituted). more specifically, it describes the growth of spirulina in clarified serum with higher production when compared to standard zarrouk medium.
Description
[01] A presente invenção descreve um método alternativo para a produção de Spirulina utilizando-se soro lácteo. Mais especificamente, descreve o crescimento de Spirulina em soro clarificado com produção maior quando comparado com o meio padrão Zarrouk.[01] The present invention describes an alternative method for the production of Spirulina using whey. More specifically, it describes the growth of Spirulina in clarified serum with higher production when compared to standard Zarrouk medium.
[02] A cianobactéria Spirulina tem sido usada como alimento há séculos, por diferentes populações e foi redescoberta há poucos anos (FALQUET J. Espirulina: Aspectos Nutricionales. Traducido por: Germán Chamorro y María Salaza. 1996. Disponível em: http://www.antenna.ch Acesso em 02/10/2008). O conteúdo de proteína da Spirulina varia entre 50% e 70% de seu peso seco, considerado excepcional entre os microrganismos. Nas melhores fontes vegetais encontra-se somente metade destes níveis (FALQUET, 1996). Além de possuir níveis excepcionalmente elevados de proteínas, a microalga Arthrospira platensis produz ficocianinas, clorofila α, β-carotenos e ácido Y-linolênico, entre outros ácidos graxos (COXEY, M. e JESUS, A. Algas - Aspectos gerais, aplicações tecnológicas e uso comercial. Universidade de Algarve, 2004).[02] The Spirulina cyanobacterium has been used as food for centuries by different populations and was rediscovered a few years ago (FALQUET J. Spirulina: Aspectos Nutricionales. Translated by: Germán Chamorro y María Salaza. 1996. Available at: http:// www.antenna.ch Accessed on 02/10/2008). Spirulina's protein content varies between 50% and 70% of its dry weight, which is considered exceptional among microorganisms. In the best plant sources, only half of these levels are found (FALQUET, 1996). In addition to having exceptionally high levels of proteins, the microalgae Arthrospira platensis produces phycocyanins, chlorophyll α, β-carotenes and Y-linolenic acid, among other fatty acids (COXEY, M. and JESUS, A. Algae - General aspects, technological applications and commercial use. University of Algarve, 2004).
[03] A produção de alimentos e compostos de interesse por meio de microalgas é de grande importância econômica, visto que estes microrganismos podem ser cultivados em locais impróprios para a agricultura e pecuária tradicionais. Além de produzirem grande quantidade de biomassa em um curto período de tempo, também há a possibilidade de seleção de estirpes e condições de cultivo apropriadas à produção do composto desejado. (JAY, J.M. Microbiologia de alimentos. 6 ed. Porto Alegre: Artmed, 2005. 711p.).[03] The production of food and compounds of interest through microalgae is of great economic importance, since these microorganisms can be cultivated in places unsuitable for traditional agriculture and livestock. In addition to producing a large amount of biomass in a short period of time, there is also the possibility of selecting strains and growing conditions appropriate for the production of the desired compost. (JAY, J.M. Food Microbiology. 6 ed. Porto Alegre: Artmed, 2005. 711p.).
[04] A preocupação com o meio ambiente induz à viabilização de projetos que levam à sustentabilidade do sistema de produção industrial. A indústria de alimentos produz uma série de resíduos com alto valor de (re)utilização. Inúmeros estudos utilizando resíduos industriais do processamento de alimentos têm sido realizados com objetivo de aproveitamento destes. Com isso, minimiza-se o impacto ambiental destes tipos de indústrias na região onde estão situadas e ainda agrega-se valor aos produtos do mercado (PELIZER, L.H., PONTIERI, M.H.; MORAES, I.O. Utilização de resíduos agro-industriais em processos biotecnológicos como perspectiva de redução do impacto ambiental. J. Technol. Manag. Innov., v. 2, p.118-127, 2007).[04] The concern with the environment leads to the feasibility of projects that lead to the sustainability of the industrial production system. The food industry produces a series of waste with high (re)use value. Numerous studies using industrial residues from food processing have been carried out with the objective of using them. This minimizes the environmental impact of these types of industries in the region where they are located and adds value to the products on the market (PELIZER, LH, PONTIERI, MH; MORAES, IO Use of agro-industrial waste in biotechnological processes such as perspective of reducing environmental impact. J. Technol. Manag. Innov., v. 2, p.118-127, 2007).
[05] A produção de queijo é acompanhada de grande produção de soro. No entanto, o soro de queijo ainda é considerado um subproduto com baixo valor agregado e de alto risco ambiental devido à elevada demanda bioquímica de oxigênio (DBO) para sua degradação no ambiente, em virtude de seu nível elevado em lactose. Este sub-produto representa de 85 a 90% do volume de leite utilizado na fabricação de queijos, retendo ao redor de 55% dos nutrientes do leite (ALMEIDA, K.E.; BONASSI, I.A.; ROÇA, R.O. Características físicas e químicas de bebidas lácteas fermentadas e preparadas com soro de queijo Minas Frescal. Cienc. Tecnol. Aliment., v.21, pág. 187-192, 2001). O soro contém 6,9% de sólidos totais: 0,6% de cinzas e 6,3% de sólidos orgânicos (0,3% de gordura, 0,9% de compostos nitrogenados - calculados como proteína, 5,0% de lactose e 0,2% de ácido lático). Entre os principais elementos que compõem as cinzas do soro incluem-se: 0,188% de óxido de potássio, 0,075% de óxido de sódio, 0,071% de óxido de cálcio, 0,018% de óxido de magnésio, 0,001% de óxido férrico, 0,11% de pentóxido de fósforo e 0,029% de trióxido de enxofre (USDA-United States Department of Agricultural. Release 2010. Disponível em:http://www.nal.usda.gov/fnic/foodcomp/cgi-bin/list_nut_edit.pl).[05] The production of cheese is accompanied by a large production of whey. However, cheese whey is still considered a by-product with low added value and high environmental risk due to the high biochemical oxygen demand (BOD) for its degradation in the environment, due to its high level of lactose. This by-product represents 85 to 90% of the volume of milk used in the manufacture of cheeses, retaining around 55% of the milk's nutrients (ALMEIDA, KE; BONASSI, IA; ROÇA, RO Physical and chemical characteristics of fermented milk drinks and prepared with Minas Frescal cheese whey. Cienc. Tecnol. Aliment., v.21, pages 187-192, 2001). Whey contains 6.9% total solids: 0.6% ash and 6.3% organic solids (0.3% fat, 0.9% nitrogen compounds - calculated as protein, 5.0% lactose and 0.2% lactic acid). Among the main elements that make up whey ash are: 0.188% potassium oxide, 0.075% sodium oxide, 0.071% calcium oxide, 0.018% magnesium oxide, 0.001% ferric oxide, 0. 11% phosphorus pentoxide and 0.029% sulfur trioxide (USDA-United States Department of Agricultural Release 2010. Available at: http://www.nal.usda.gov/fnic/foodcomp/cgi-bin/list_nut_edit. pl).
[06] Segundo Marwaha e Kennedy (1988) (MARWAHA S. S., J. F. KENNEDY International J. of Food Science & Technology. V. 23, pág. 323-336,1988) os procedimentos utilizados ou sugeridos pela indústria de queijo para eliminação do soro têm sido a descarga em esgotos, rios, minas abandonadas, escavações, lagoas especiais, produção de material combustível pela fermentação anaeróbica, emprego na alimentação animal, evaporação ou secagem para alimento humano, como matéria prima na fabricação de outros produtos (proteína de soro, queijo, lactose, ácido lático, álcool, vinagre, bebidas, etc).[06] According to Marwaha and Kennedy (1988) (MARWAHA SS, JF KENNEDY International J. of Food Science & Technology. V. 23, p. 323-336, 1988) the procedures used or suggested by the cheese industry to eliminate whey have been discharged into sewers, rivers, abandoned mines, excavations, special ponds, production of combustible material by anaerobic fermentation, use in animal feed, evaporation or drying for human food, as raw material in the manufacture of other products (whey protein, cheese, lactose, lactic acid, alcohol, vinegar, beverages, etc.).
[07] O potencial de poluição do soro de queijo é aproximadamente 100 (cem) vezes maior do que de um esgoto. Tendo em vista a relação com o meio ambiente e as perdas econômicas advindas do descarte do soro, torna-se necessário o seu emprego em novos produtos. O soro de queijo é produzido em grandes quantidades pelas indústrias de laticínios e pode ser transformado de um resíduo poluente em um sub-produto estável de valor comercial. No país e no mundo a produção de queijo vem aumentando e muitos produtores estão preocupados com a aplicação do soro de queijo, pois sua aplicação em produtos mais nobres requer tecnologia mais sofisticada e de custos mais elevados (MARWAHA e KENNEDY, 1988). A industrialização do soro é uma área incipiente no Brasil, com pouca tecnologia desenvolvida para agregação de valor ao mesmo. O desenvolvimento de um processo adequado e economicamente viável para geração de um sub-produto valorizado pode permitir ao setor de laticínios diversificar seu portifólio de negócios e aumentar a sua receita (RÉVILLION, J.P; BRANDELLI; A; AYUB, M. A. Z. Produção de extratos de leveduras de uso alimentar a partir do soro de queijo: Abordagem de elementos técnicos e mercadológicos relevantes. Ciênc. Tecnol. Alimet., v. 20, n° 2, Campinas, 2000).[07] The pollution potential of cheese whey is approximately 100 (one hundred) times greater than that of sewage. In view of the relationship with the environment and the economic losses arising from the disposal of whey, its use in new products becomes necessary. Cheese whey is produced in large quantities by the dairy industry and can be transformed from a polluting waste into a stable by-product of commercial value. In the country and in the world, cheese production has been increasing and many producers are concerned with the application of cheese whey, since its application in nobler products requires more sophisticated technology and higher costs (MARWAHA and KENNEDY, 1988). The industrialization of whey is an incipient area in Brazil, with little technology developed to add value to it. The development of an adequate and economically viable process to generate a valued by-product can allow the dairy sector to diversify its business portfolio and increase its revenue (RÉVILLION, JP; BRANDELLI; A; AYUB, MAZ Production of yeast extracts of food use from cheese whey: Approach to relevant technical and marketing elements. Ciênc. Tecnol. Alimet., v. 20, n° 2, Campinas, 2000).
[08] Vários trabalhos de pesquisa foram desenvolvidos em diversos países visando criar opções para utilização do lactosoro, evitando assim que funcione como agente de poluição ambiental. A redução da DBO tem sido alcançada através da produção de biogás, etanol e outros produtos, fazendo com que mais da metade do soro produzido não seja um poluente e sim um novo recurso. No entanto, a produção anual mundial de soro de queijo está aumentando e novas bioproduções estão sendo pesquisadas para garantir o uso de todo soro produzido (SISO, G.M.I. The biotechnological utilization of cheese whey: A review. Bioresource Technol., v. 57, p.1-11, 1996).[08] Several research works were carried out in several countries aiming to create options for the use of whey, thus preventing it from functioning as an environmental pollution agent. The reduction of BOD has been achieved through the production of biogas, ethanol and other products, making more than half of the whey produced not a pollutant but a new resource. However, the annual worldwide production of cheese whey is increasing and new bioproductions are being researched to ensure the use of all whey produced (SISO, GMI The biotechnological utilization of cheese whey: A review. Bioresource Technol., v. 57, p. .1-11, 1996).
[09] Considerando a necessidade de estimular a minimização da geração de resíduos, promovendo a substituição de subprodutos através de processos alternativos, indicados inclusive para pequenos produtores, uma boa solução para o problema das indústrias de laticínios seria o aproveitamento do soro para o cultivo de Spirulina, sem a necessidade de grandes investimentos em aparelhagem e meios para o cultivo desta cianobactéria.[09] Considering the need to stimulate the minimization of waste generation, promoting the substitution of by-products through alternative processes, indicated even for small producers, a good solution to the problem of the dairy industries would be the use of whey for the cultivation of Spirulina, without the need for large investments in equipment and media for the cultivation of this cyanobacterium.
[10] O reaproveitamento de subprodutos do setor produtivo para o cultivo de Spirulina permite a diminuição do custo de produção desta cianobactéria, já que o meio de cultivo mineral tem alto custo, além de permitir a reutilização dos rejeitos da agroindústria, colocando no mercado uma fonte alternativa de proteína para alimentação humana e animal. Como conseqüência, a presente invenção permite uma diminuição da capacidade poluente do soro lácteo através da diminuição da demada bioquímica de oxigenio (DBO) através do cultivo da Spirulina.[10] The reuse of by-products from the productive sector for the cultivation of Spirulina allows the reduction of the production cost of this cyanobacterium, since the mineral culture medium has a high cost, in addition to allowing the reuse of waste from the agroindustry, placing on the market a alternative source of protein for human and animal food. As a consequence, the present invention allows for a decrease in the polluting capacity of whey by decreasing the biochemical oxygen demand (BOD) through the cultivation of Spirulina.
[11] Esta cianobactéria em pó pode ser comercializada para diversas aplicações na indústria farmacêutica, alimentícia e química. A utilização deste cultivo pode ser facilmente adaptável às condições de campo e às condições técnicas atuais, tendo em vista a não necessidade de cultivo e isolamento dos espécimes em condições de esterilidade ou em tempos prolongados. Adicionalmente, é possível um ganho considerável na qualidade, especialmente devido à rapidez com que os subprodutos são processados, além da economia de espaço com aparelhagem e diversos reagentes. As amostras de soro podem ser processadas diretamente em seu local de produção, sem a necessidade de transporte para outros locais de beneficiamento, evitando inconvenientes, como tempo, custo e principalmente a possibilidade de deterioração dos produtos. Este último aspecto torna-se especialmente relevante em vista do atendimento a pequenos produtores.[11] This powdered cyanobacterium can be commercialized for various applications in the pharmaceutical, food and chemical industries. The use of this culture can be easily adapted to field conditions and current technical conditions, in view of the lack of need for cultivation and isolation of specimens under sterile conditions or for prolonged periods. Additionally, a considerable gain in quality is possible, especially due to the speed with which the by-products are processed, in addition to saving space with equipment and various reagents. The serum samples can be processed directly at their place of production, without the need for transport to other processing locations, avoiding inconveniences such as time, cost and especially the possibility of product deterioration. This last aspect becomes especially relevant in view of serving small producers.
[12] No estado da técnica, encontram-se diversos documentos que visam ao estabelecimento de melhores condições de cultivo e crescimento da Spirulina em meios alternativos. Como exemplo, citaremos os documentos de patente que se seguem.[12] In the state of the art, there are several documents that aim to establish better conditions for cultivation and growth of Spirulina in alternative media. As an example, we will cite the following patent documents.
[13] O documento BR9003291 refere-se a um meio de cultura para produção de biomassa de Spirulina utilizando resíduos (cinzas) fornecidos por diferentes fontes, como gramíneas, vegetais lenhosos e arbustivos e fezes de animais.[13] The document BR9003291 refers to a culture medium for the production of Spirulina biomass using residues (ash) supplied by different sources, such as grasses, woody and shrubby vegetables and animal feces.
[14] O documento MD228 refere-se a um processo para cultivo de Sprulina em meio Zarrouk enriquecido com dicloro-bis(2,4,6- trimetilfenil)germanio.[14] Document MD228 refers to a process for growing Sprulina in Zarrouk medium enriched with dichloro-bis(2,4,6-trimethylphenyl)germanium.
[15] O documento WO2006018668 refere-se a um método de produção de Spirulina em uma composição contendo água do mar, bicarbonato de sódio, nitrogênio, fósforo e potássio.[15] WO2006018668 refers to a method of producing Spirulina in a composition containing seawater, sodium bicarbonate, nitrogen, phosphorus and potassium.
[16] O documento CN1807571 refere-se a um método para cultivo de Spirulina cujo meio de cultura é composto de NaHCO3 e KH2PO4.[16] Document CN1807571 refers to a method for cultivating Spirulina whose culture medium is composed of NaHCO3 and KH2PO4.
[17] O documento JP62074280 refere-se ao cultivo de Spirulina em meio de cultura contendo um extrato de escaldado de aves como fonte de nutrientes.[17] Document JP62074280 refers to the cultivation of Spirulina in a culture medium containing a scalded bird extract as a nutrient source.
[18] O documento CN101864364 refere-se ao uso de um hidrolisado protéico de rejeitos de peixe para complementar o meio de cultura Zarrouk.[18] Document CN101864364 refers to the use of a fish tailings protein hydrolyzate to complement the Zarrouk culture medium.
[19] O documento MD3417 refere-se a um meio de cultivo de Spirulina contendo Kl, Na2SeO3 e GeO2 em meio Zarrouk.[19] Document MD3417 refers to a Spirulina culture medium containing Kl, Na2SeO3 and GeO2 in Zarrouk medium.
[20] O documento EC SP099498 refere-se à utilização de rejeitos da indústria do álcool, especialmente a vinhaça e o dióxdo de carbono, para o cultivo das microalgas.[20] EC document SP099498 refers to the use of waste from the alcohol industry, especially vinasse and carbon dioxide, for the cultivation of microalgae.
[21] Entretanto, não existe no estado da técnica nenhum documento que se refere ao cultivo de Spirulina em soro lácteo, como proposto na presente invenção.[21] However, there is no document in the prior art that refers to the cultivation of Spirulina in whey, as proposed in the present invention.
[22] Figura 1 - Média da evolução da concentração celular (g/L) e do pH em meio Zarrouk em relação ao tempo de cultivo da Arthrospira platensis com inoculo de 0,1g/L.[22] Figure 1 - Average evolution of cell concentration (g/L) and pH in Zarrouk medium in relation to the time of cultivation of Arthrospira platensis with an inoculum of 0.1g/L.
[23] Figura 2 - Média da evolução da concentração celular (g/L) e do pH em meio Zarrouk em relação ao tempo de cultivo da Arthrospira platensis com inóculo de 0,2g/L.[23] Figure 2 - Average evolution of cell concentration (g/L) and pH in Zarrouk medium in relation to the time of cultivation of Arthrospira platensis with inoculum of 0.2g/L.
[24] Figura 3 - Média da evolução da concentração celular (g/L) e do pH em soro 3% em relação ao tempo de cultivo da Arthrospira platensis com inóculo de 0,1g/L.[24] Figure 3 - Average evolution of cell concentration (g/L) and pH in 3% serum in relation to the time of cultivation of Arthrospira platensis with inoculum of 0.1g/L.
[25] Figura 4 - Média da evolução da concentração celular (g/L) e do pH em soro 3% em relação ao tempo de cultivo da Arthrospira platensis com inóculo de 0,2g/L.[25] Figure 4 - Average evolution of cell concentration (g/L) and pH in 3% serum in relation to the time of cultivation of Arthrospira platensis with inoculum of 0.2g/L.
[26] Figura 5 - Média da evolução da concentração celular (g/L) e do pH em soro 6% em relação ao tempo de cultivo da Arthrospira platensis com inóculo de 0,1g/L.[26] Figure 5 - Average evolution of cell concentration (g/L) and pH in 6% serum in relation to the time of cultivation of Arthrospira platensis with inoculum of 0.1g/L.
[27] Figura 6 - Média da evolução da concentração celular (g/L) e do pH em soro 6% em relação ao tempo de cultivo da Arthrospira platensis com inóculo de 0,2g/L.[27] Figure 6 - Average evolution of cell concentration (g/L) and pH in 6% serum in relation to the time of cultivation of Arthrospira platensis with inoculum of 0.2g/L.
[28] Figura 7 - Concentração celular média (gL-1) em relação ao tempo de crescimento de Spirulina (Arthrospira platensis) em soro 3%, soro 6% e meio Zarrouk com inoculo de 0,1gL-1.[28] Figure 7 - Mean cell concentration (gL-1) in relation to growth time of Spirulina (Arthrospira platensis) in 3% serum, 6% serum and Zarrouk medium with 0.1gL-1 inoculum.
[29] A tecnologia proposta descreve um método para produção de Spirulina, caracterizado por compreender os seguintes passos: (a) clarificação de soro lácteo através de aquecimento acima de 50°C e precipitação; (b) inoculação do meio com inóculo de Spirulina; (c) crescimento de Spirulina sob agitação e iluminação, em temperatura entre 10 e 50oC e pH alcalino; (d) coleta das células maduras de Spirulina por precipitação.[29] The proposed technology describes a method for producing Spirulina, characterized in that it comprises the following steps: (a) whey clarification through heating above 50°C and precipitation; (b) inoculation of the medium with Spirulina inoculum; (c) growth of Spirulina under agitation and lighting, at a temperature between 10 and 50oC and alkaline pH; (d) collection of mature Spirulina cells by precipitation.
[30] A presente invenção pode ser melhor compreendida, de forma não limitante, através dos exemplos que se seguem:[30] The present invention can be better understood, in a non-limiting way, through the following examples:
[31] O cultivo de Spirulina foi realizado em soro de leite em pó reconstituído a 3% e 6%, com clarificação e em meio padrão Zarrouk a título de comparação. A clarificação foi feita através de aquecimento do soro de leite por tempo suficiente para que este alcance a temperatura de 88°C e imediatamente após atingir a temperatura a fonte de calor foi retirada. Após, o soro de leite foi deixado em repouso por 10 minutos, período em que ocorre a precipitação das proteínas desnaturadas. A massa foi coletada em recipientes com escorredor. Os meios de cultivo foram colocados em frascos Erlenmeyer de 1000 mL, com 500 mL de meio de cultura, com agitação manual com auxilio de instrumento tipo espátula, durante aproximadamente 15 segundos, 4 vezes ao dia durante o período claro, sob iluminância de 3,0 Klux, fotoperíodo de 12 horas claro/escuro, em temperatura ambiente, pH ajustado para 9,3, com concentração inicial do inóculo de 0,1gL-1 e 0,2gL-1. O inóculo foi obtido através de cultivo em meio mineral padrão líquido conforme Zarrouk (ZARROUK., C. Contribution a' I’e'tude d’une cyanophyce'e. Influence de divers facteurs physiques et chimiques sur la croissance et la photosynthese de Spirulina maxima (Setch. et Gardner) Geitler. 1966. PhD thesis. University of Paris, Paris, France.). O tempo de processo foi de 11 dias, com tempo final determinado pela diminuição da concentração da Spirulina. Foram realizadas 5 repetições do cultivo.[31] Cultivation of Spirulina was carried out in 3% and 6% reconstituted whey powder, with clarification, and in standard Zarrouk medium for comparison. The clarification was done by heating the whey for a sufficient time for it to reach a temperature of 88°C and immediately after reaching this temperature, the heat source was removed. Afterwards, the whey was left to rest for 10 minutes, during which time the denatured proteins precipitated. The mass was collected in containers with a colander. The culture media were placed in 1000 mL Erlenmeyer flasks with 500 mL of culture medium, with manual agitation with the aid of a spatula-like instrument, for approximately 15 seconds, 4 times a day during the light period, under an illuminance of 3, 0 Klux, 12-hour light/dark photoperiod, at room temperature, pH adjusted to 9.3, with initial inoculum concentration of 0.1gL-1 and 0.2gL-1. The inoculum was obtained by culture in a standard liquid mineral medium according to Zarrouk (ZARROUK., C. Contribution a' I'e'tude d'une cyanophyce'e. Influence of diverse facteurs physiques et chimiques sur la croissance et la photosynthesis of Spirulina maxima (Setch. et Gardner) Geitler. 1966. PhD thesis. University of Paris, Paris, France.). Processing time was 11 days, with final time determined by decreasing Spirulina concentration. Five replications of cultivation were performed.
[32] Para maior produção e posterior análise físico-química, microbiológica e microscópica a Arthrospira platensis foi cultivada em tanque de vidro com capacidade de 100 litros, com 50 litros de meio de cultura (soro de leite clarificado) e inoculo de 0,1gL-1.[32] For greater production and subsequent physical-chemical, microbiological and microscopic analysis, Arthrospira platensis was cultivated in a glass tank with a capacity of 100 liters, with 50 liters of culture medium (clarified whey) and inoculum of 0.1gL -1.
[33] Os cultivos foram acompanhados através da determinação da concentração celular, diariamente, por turbidimetria a 560 nm (LEDUY, A.; THERIEN, N. An improved method for optical density measurement of the semicroscopic blue algae Spirulina axima. Biotechnol. Bioengin. v.19, p.1219-1224, 1977). Os valores de absorbância obtidos noespectrofotômetro foram convertidos em concentração celular através de uma curva de calibração.[33] The cultures were monitored by daily determination of cell concentration by turbidimetry at 560 nm (LEDUY, A.; THERIEN, N. An improved method for optical density measurement of the semicroscopic blue algae Spirulina axima. Biotechnol. Bioengin. v.19, p.1219-1224, 1977). The absorbance values obtained in the spectrophotometer were converted into cell concentration through a calibration curve.
[34] As curvas de calibração foram obtidas filtrando-se células em fase de crescimento exponencial, que foram lavadas com água destilada. A amostra foi levada à estufa a 100-105°C por um período de 5 h, suficiente para que mantivesse uma massa constante. A partir desta massa de células, foram preparadas diferentes diluições, que foram levadas ao espectrofotômetro para leitura da absorbância a 560 nm de comprimento de onda e caminho óptico de 1 cm, com água destilada como branco para o meio Zarrouk e soro como branco para o soro de leite. Obteve-se, dessa forma uma curva que relaciona concentração celular com a absorbância.[34] Calibration curves were obtained by filtering cells in exponential growth phase, which were washed with distilled water. The sample was taken to an oven at 100-105°C for a period of 5 h, sufficient to maintain a constant mass. From this mass of cells, different dilutions were prepared, which were taken to the spectrophotometer to read the absorbance at a wavelength of 560 nm and an optical path of 1 cm, with distilled water as a blank for the Zarrouk medium and serum as a blank for the whey. In this way, a curve was obtained that relates cell concentration with absorbance.
[35] As concentrações médias de biomassa gL-1 em meio padrão Zarrouk, soro 3% clarificado e soro 6% clarificado nos 11 dias de cultivo com inóculo de 0,1gL-1 e 0,2gL-1 e seus respectivos pHs são mostrados nas Figuras 1 a 6.[35] The average concentrations of gL-1 biomass in standard Zarrouk medium, 3% clarified serum and 6% clarified serum in the 11 days of culture with inoculum of 0.1gL-1 and 0.2gL-1 and their respective pHs are shown in Figures 1 to 6.
[36] A fase de adaptação (fase lag) ao início do cultivo em soro de leite ocorreu durante as primeiras 24 horas de cultivo da Spirulina, como mostram os gráficos de acompanhamento do crescimento celular (Figuras 3 a 6), mostrando uma rápida adaptação do microrganismo ao novo meio de cultivo.[36] The adaptation phase (lag phase) to the beginning of the culture in whey occurred during the first 24 hours of cultivation of Spirulina, as shown by the accompanying graphs of cell growth (Figures 3 to 6), showing a rapid adaptation. from the microorganism to the new culture medium.
[37] Observa-se que no meio padrão (Figuras 1 e 2) quanto maior o tempo de cultivo maior o valor de pH, pois à medida que o microrganismo se desenvolve, seu metabolismo torna o meio mais alcalino. No final do tempo de cultivo nota-se uma tendência a estabilização do pH, provavelmente devido a diminuição do crescimento da cianobactéria. Nos cultivos em soro 3% e 6%, à medida que o tempo de cultivo aumenta, o pH do meio torna-se mais ácido, provavelmente devido a fermentação da lactose com formação de ácido lático e outros compostos. Apesar da acidificação do meio de cultivo, este se mantém dentro do patamar de pH de crescimento da Spirulina (pH 8,0 a 11,0) durante 24 horas, pois o metabolismo durante o crescimento deste microrganismo que leva a um aumento do pH, deve compensar a acidificação do meio causada pela fermentação da lactose. Porém, após 24 horas de cultivo é necessário que o pH seja controlado durante o processo e acertado novamente para o pH de crescimento ao cultivo de Spirulina pela adição de hidróxido de sódio que é uma base. O equilíbrio entre a alcalinização pela adição de uma base e a acidificação através da fermentação do soro é imprescindível para o crescimento da Artrospira platensis.[37] It is observed that in the standard medium (Figures 1 and 2), the longer the culture time, the higher the pH value, because as the microorganism develops, its metabolism makes the medium more alkaline. At the end of the culture time, a tendency towards pH stabilization is noticed, probably due to the decrease in cyanobacterial growth. In cultures in 3% and 6% whey, as the cultivation time increases, the pH of the medium becomes more acidic, probably due to lactose fermentation with the formation of lactic acid and other compounds. Despite the acidification of the culture medium, it remains within the pH level of Spirulina growth (pH 8.0 to 11.0) for 24 hours, as the metabolism during the growth of this microorganism that leads to an increase in pH, must compensate for the acidification of the medium caused by lactose fermentation. However, after 24 hours of cultivation it is necessary that the pH is controlled during the process and adjusted again to the growth pH for the cultivation of Spirulina by the addition of sodium hydroxide which is a base. The balance between alkalization through the addition of a base and acidification through fermentation of whey is essential for the growth of Artrospira platensis.
[38] As concentrações máximas finais de biomassa (gL-1) nos cultivos em soro de leite foram obtidas no tempo de 10 dias. O teor médio de crescimento para Spirulina em soro 3% e 6% e meio Zarrouk com inóculo de 0,1gL-1e 0,2gL-1 são dados na tabela 1.Tabela 1 - Concentração média em gL-1 de biomassa de Spirulina (Arthrospira platensis) em soro de leite 3% e 6% e meio padrão Zarrouk com inóculo de 0,1gL-1 e 0,2 gL-1 após 10 dias de cultivo.
[39] Constatou-se que o crescimento de Spirulina foi maior em soro de leite a 3% que em soro a 6%, sugerindo que pode haver algum fator de inibição para Spirulina presente no soro, levando a um maior crescimento no meio mais diluído. Considerando-se que a única diferença dos meios de cultura clarificados formulados com soro de leite é sua concentração, provavelmente o menor crescimento em soro 6% deve-se a menor transmitância de luz através do meio de cultura ou devido à ação tóxica de algum componente do soro para a cianobactéria. Apesar da diferença de crescimento da Spirulina em soro 3% e 6%, ambos os meios demonstraram maior concentração de Spirulina que o meio padrão Zarrouk, evidenciando que o soro de leite é um bom meio de cultivo para a Spirulina.[39] Spirulina growth was found to be greater in 3% whey than in 6% whey, suggesting that there may be some inhibitory factor for Spirulina present in the whey, leading to greater growth in the more dilute medium. . Considering that the only difference between clarified culture media formulated with whey is its concentration, the lower growth in 6% whey is probably due to lower light transmittance through the culture medium or due to the toxic action of some component. from serum to cyanobacteria. Despite the difference in growth of Spirulina in 3% and 6% whey, both media showed a higher concentration of Spirulina than the standard Zarrouk medium, showing that whey is a good culture medium for Spirulina.
[40] As duas concentrações do inóculo testadas (0,1gL-1e 0,2gL-1) não mostraram diferenças significativas quando a Spirulina foi cultivada em soro de leite 3% clarificado, em soro de leite 6% clarificado ou em meio Zarrouk (tabela 1). Estes resultados evidenciam que a concentração de 0,1gL-1é a mais apropriada para o cultivo de Spirulina, pois, nos testes realizados o teor de crescimento no inóculo mais concentrado não mostrou diferença suficiente que justifique sua utilização.[40] The two inoculum concentrations tested (0.1gL-1 and 0.2gL-1) showed no significant differences when Spirulina was grown in 3% clarified whey, 6% clarified whey or Zarrouk medium ( table 1). These results show that the concentration of 0.1gL-1 is the most appropriate for the cultivation of Spirulina, because, in the tests performed, the growth content in the more concentrated inoculum did not show sufficient difference to justify its use.
[41] As curvas de crescimento (valores médios) da Spirulina e as concentrações médias em 11 dias de cultivo em soro de leite e em meio Zarrouk são dados na Figura 7.EXEMPLO 2 - AVALIAÇÃO DA BIOMASSA OBTIDA[41] The growth curves (mean values) of Spirulina and the mean concentrations at 11 days of cultivation in whey and in Zarrouk medium are given in Figure 7.EXAMPLE 2 - ASSESSMENT OF THE BIOMASS OBTAINED
[42] Ao final do cultivo o meio com crescimento da cianobactéria foi filtrado, lavado com água destilada e seco a 50°C por 8 horas, onde foi avaliado o teor de proteína da biomassa (Figura 3).[42] At the end of the culture, the medium with cyanobacterial growth was filtered, washed with distilled water and dried at 50°C for 8 hours, where the protein content of the biomass was evaluated (Figure 3).
[43] Após o cultivo o material coletado foi filtrado em filtro de poliéster de malha entre 30 e 60 microns e depois prensado manualmente.[43] After cultivation, the collected material was filtered through a polyester filter mesh between 30 and 60 microns and then manually pressed.
[44] A secagem foi realizada em estufa com circulação de ar à temperatura de 50°C por 8 horas.[44] Drying was carried out in an oven with air circulation at 50°C for 8 hours.
[45] A biomassa da Spirulina em soro de leite teve grande aumento até entre o 7° e 8° dia de cultivo, começando a partir do 8° dia a desacelerar seu crescimento, chegando ao seu pico máximo no 10° dia e decaindo sua concentração a partir do 11° dia. Em relação ao meio padrão Zarrouk o crescimento foi contínuo e não diminuiu após o 10° dia. Estes resultados demonstram que o soro de leite reconstituído em concentrações semelhantes ao soro de leite líquido (6%) e diluído (3%), tem nutrientes suficientes para o crescimento da biomassa de Spirulina por 10 dias sem qualquer suplementação, caracterizando um cultivo em processo descontínuo, onde todo o substrato é adicionado no início do cultivo. Porém o processo descontínuo alimentado, onde o substrato é adicionado em determinados intervalos de tempo durante todo o processo, é uma técnica já utilizada em processos microbianos, que poderá levar o cultivo da Spirulina a períodos de tempo superiores a 10 dias com conseqüente aumento na produção de biomassa.[45] The biomass of Spirulina in whey had a great increase until between the 7th and 8th day of cultivation, starting from the 8th day to decelerate its growth, reaching its maximum peak on the 10th day and decreasing its growth. concentration from the 11th day. In relation to the standard Zarrouk medium, the growth was continuous and did not decrease after the 10th day. These results demonstrate that whey reconstituted at concentrations similar to liquid (6%) and diluted (3%) whey has sufficient nutrients for the growth of Spirulina biomass for 10 days without any supplementation, characterizing a cultivation in process. discontinuous, where all the substrate is added at the beginning of the cultivation. However, the fed-batch process, where the substrate is added at certain time intervals throughout the process, is a technique already used in microbial processes, which may lead to Spirulina cultivation for periods of time greater than 10 days with a consequent increase in production. of biomass.
[46] Os experimentos apresentaram resultados de concentração média de biomassa de aproximadamente 1,23 gL-1para o soro 6% e 1,71 gL-1para o soro 3%.[46] The experiments showed average biomass concentration results of approximately 1.23 gL-1 for the 6% serum and 1.71 gL-1 for the 3% serum.
[47] Os valores encontrados para a concentração celular em soro 3% e 6% estão próximos aos relatados por Pelizer (PELIZER, L. H; SATO, S; MORAIS, I. O; Spirulina platensis growth estimation by pH determination at different cultivations conditions. Electron. Biotechnol., v. 5, n.3, Valparaíso, 2002) em meio padrão Zarrouk que foi de 1,3 g.L-1.[47] The values found for the cellular concentration in
[48] A produtividade celular (P) foi calculada fazendo-se a razão entre a diferença da concentração celular final e inicial (concentração celular do inóculo) e o tempo (t) em dias correspondentes à concentração final. O tempo de cultivo foi definido como o tempo onde a maior produtividade foi obtida.P = (Xm -Xi) / TcOnde P = Produtividade em células (g.L-1.d-1);Xm = concentração celular máxima obtida (g.L-1);Xi = concentação celular inicial (g.L-1);Tc = tempo de cultivo (dias).[48] Cell productivity (P) was calculated as the ratio of the difference between the final and initial cell concentration (inoculum cell concentration) and the time (t) in days corresponding to the final concentration. The culture time was defined as the time where the highest productivity was obtained.P = (Xm -Xi) / TcWhere P = Productivity in cells (gL-1.d-1);Xm = maximum cell concentration obtained (gL-1 );Xi = initial cell concentration (gL-1);Tc = culture time (days).
[49] A produtividade diária celular máxima dos cultivos com soro a 3%, soro a 6% e meio padrão Zarrouk foram de 0,161gL-1d-1, 0,112 gL-1d-1e 0,091gL-1d-1 respectivamente, revelando que a produtividade da Spirulina foi 76,92% superior em soro 3% e 31,86% maior em soro 6% comparado ao meio padrão Zarrouk. Estes resultados revelam que o soro de leite reconstituído, até o décimo dia de cultivo, possui nutrientes para suportar o crescimento de Spirulina em patamares superiores ao meio considerado padrão para o cultivo deste microrganismo.[49] The maximum daily cell productivity of cultures with 3% serum, 6% serum and standard Zarrouk medium were 0.161gL-1d-1, 0.112 gL-1d-1 and 0.091gL-1d-1 respectively, revealing that the Spirulina productivity was 76.92% higher in 3% serum and 31.86% higher in 6% serum compared to standard Zarrouk medium. These results reveal that reconstituted whey, up to the tenth day of cultivation, has nutrients to support the growth of Spirulina at levels higher than the medium considered standard for the cultivation of this microorganism.
[50] Foram realizadas análises microbiológicas segundo APHA (2001), para os seguintes microrganismos: coliformes totais, coliformes fecais, estafilococos coagulase positiva, Salmonella sp, contagem de bactérias heterotróficas mesófilas, contagem de bolores e leveduras, contagem de clostrídio sulfito redutor e Bacillus cereus.[50] Microbiological analyzes were performed according to APHA (2001), for the following microorganisms: total coliforms, fecal coliforms, coagulase-positive staphylococci, Salmonella sp, mesophilic heterotrophic bacteria count, mold and yeast count, clostridial sulfite reductant count and Bacillus cereus.
[51] As amostras de Spirulina em pó foram analisadas para parâmetros microbiológicos conforme tabela 5. Todos os resultados microbiológicos estavam dentro dos padrões estabelecidos por diversos países do mundo, fato que concorda com Jourdan (2003) que afirma que a microbiota presente em cultivos de Spirulina é geralmente rara e não patogênica e Jaquet (1975) que cita as análises microbiológicas de Spirulina produzidas industrialmente no México e nos Estados Unidos confirmando a ausência total de patôgenos como Salmonella ou estafilococos. A alcalinidade do meio (pH entre 8,5 e 11,0) constitui uma excelente barreira contra a maioria das contaminações e adicionalmente, algumas substâncias secretadas ou contidas na Spirulina possuem uma atividade bactericida ou bacteriostática o que pode ter contribuído para todos os resultados analíticos estarem abaixo dos limites de detecção dos métodos microbiológicos aprovados internacionalmente e utilizados para estas análises.Tabela 5 - Resultados das análises microbiológica de Spirulina em pó.
[52] Todos os resultados expressos como < estão abaixo do limite de detecção dos métodos e podem ser considerados negativos.[52] All results expressed as < are below the detection limit of the methods and can be considered negative.
[53] Os padrões foram retirados de fontes diversas (BELAY, A. L. Mass culture of Spirulina outdoors. -The Earthrise Farms experience. In: VONSHAK, A., Ed. Spirulina platensis (Arthrospira): Physiology, cellbiology and biotechnology. London. Taylor and Francis,1977, pp. 131-158; HENRIKSON, R. Earth food Spirulina. 6 ed. California: Ronore Enterprises, 2009. 187p; JIMÉNEZ C.; BELÉN R. C.; LABELLA D.; et al. X.. The Feasibility of industrial production of Spirulina (Arthrospira) in Southern Spain. Aquaculture, v.217, p.179-190, 2003).[53] The patterns were taken from several sources (BELAY, AL Mass culture of Spirulina outdoors. -The Earthrise Farms experience. In: VONSHAK, A., Ed. Spirulina platensis (Arthrospira): Physiology, cellbiology and biotechnology. London. Taylor and Francis, 1977, pp. 131-158; HENRIKSON, R. Earth food Spirulina. 6 ed. California: Ronore Enterprises, 2009. 187p; JIMÉNEZ C.; BELÉN RC; LABELLA D.; et al. X.. The Feasibility of industrial production of Spirulina (Arthrospira) in Southern Spain. Aquaculture, v.217, p.179-190, 2003).
[54] O teor protéico total da biomassa seca foi determinado pelo método de Kjeldhal (BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Métodos físico-químicos para análise de alimentos. 4 ed. Brasília: Ministério da Saúde, 2005. 1018p. (Série A - Normas e manuais Técnicos)), utilizando-se o fator 6,25 para conversão de nitrogênio total para proteína, para as amostras de soro de leite o fator de conversão utilizado foi 6,38.[54] The total protein content of dry biomass was determined by the Kjeldhal method (BRAZIL. Ministry of Health. National Agency for Sanitary Surveillance. Physicochemical methods for food analysis. 4 ed. Brasília: Ministério da Saúde, 2005. 1018p (Series A - Standards and Technical Manuals)), using the factor 6.25 for conversion of total nitrogen to protein, for the samples of whey the conversion factor used was 6.38.
[55] Os teores de proteína das amostras são mostrados na tabela 6.Tabela 6 - Teor médio de proteína para soro 3% e 6% clarificado antes e após cultivo de Spirulina platensis.
[56] Este percentual de proteína está abaixo dos níveis encontrados no cultivo em meio padrão que foi de 54,44±0,11 e pode ser devido à deficiência de nitrogênio durante o período de crescimento, indicando que no cultivo de Spirulina em soro de leite não houve disponibilidade de nitrogênio suficiente para o crescimento da biomassa simultaneamente com a produção de nitrogênio orgânico, na forma de proteínas. Os meios de cultura convencionais utilizam como fonte de nitrogênio para a obtenção da biomassa sais de nitrato, como nitrato de sódio segundo Zarrouk, (1966) e nitrato de potássio conforme Paoletti et al. (PAOLETTI, C. PUSHPARAJ, B., TOMASELLI, L. Ricerche sulla nutrizione minerale di Spirulina platensis. In: Atti Cong. Naz. Soc. Ital. Microbiol., 17°, Padova, 1975). Ambos, os tipos e a quantidade da fonte de nitrogênio no meio de cultura, influenciam no crescimento e composição da biomassa.[56] This percentage of protein is below the levels found in the culture in standard medium which was 54.44±0.11 and may be due to nitrogen deficiency during the growth period, indicating that in the cultivation of Spirulina in serum of milk, there was not enough nitrogen available for biomass growth simultaneously with the production of organic nitrogen, in the form of proteins. Conventional culture media use nitrate salts as a source of nitrogen to obtain biomass, such as sodium nitrate according to Zarrouk (1966) and potassium nitrate according to Paoletti et al. (PAOLETTI, C. PUSHPARAJ, B., TOMASELLI, L. Ricerche sulla nutrizione minerale di Spirulina platensis. In: Atti Cong. Naz. Soc. Ital. Microbiol., 17°, Padova, 1975). Both the types and the amount of nitrogen source in the culture medium influence the growth and composition of the biomass.
[57] Grande parte das proteínas que poderiam ser utilizadas como fonte de nitrogênio para síntese de proteína pela Spirulina, no soro de leite utilizado como meio de cultivo neste experimento, foram precipitadas através do procedimento de clarificação das amostras, antes do início da cultura. Com isso as fontes de nitrogênio disponíveis ao crescimento da Arthrospira platensis ficaram diminuídas, resumindo-se em pequeno percentual de proteínas (tabela 6) existentes no soro clarificado 3% e 6% antes do cultivo e em compostos nitrogenados não protéicos (uréia e ácido úrico) presentes nos soros em geral.[57] Most of the proteins that could be used as a nitrogen source for protein synthesis by Spirulina, in the whey used as a culture medium in this experiment, were precipitated through the sample clarification procedure, before the start of the culture. As a result, the sources of nitrogen available for the growth of Arthrospira platensis were reduced, being summarized in a small percentage of proteins (table 6) existing in the clarified
[58] Apesar de mais baixo que no meio padrão, o percentual de 36,26% e 36,52% para os soros de leite clarificados 3% e 6%, respectivamente, representam excelente fonte de proteína comparados a vários alimentos naturais como diversos tipos de carne (15-25%), leite em pó (35%), amendoim (25%), ovos (12%) ou leite integral (3%) (HENRIKSON, R. Earth food Spirulina. 6 ed. California: Ronore Enterprises, 2009. 187p.).LIPÍDEOS[58] Although lower than in the standard medium, the percentage of 36.26% and 36.52% for clarified
[59] Os lipídeos totais foram determinados pelo método de Soxhlet segundo AOAC (ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS INTERNATIONAL (AOAC). Official methods of analysis of the Association of Official Analytical Chemists. 17.ed. Gaithersburg: AOAC, 2000. v.2.).[59] Total lipids were determined by the Soxhlet method according to AOAC (ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS INTERNATIONAL (AOAC). Official methods of analysis of the Association of Official Analytical Chemists. 17th ed. Gaithersburg: AOAC, 2000. v.2 .).
[60] O teor de lipídeos encontrado na biomassa foi em média de 6,5%±0,50, 6,6%±0,45 e 7,08%±0,78 para o soro 3%, soro 6% e meio Zarrouk respectivamente. Este percentual é típico ao encontrado em crescimento desta cianobactéria em meio padrão, que vai de 5,6% a 14% (CIFERRI.O. Spirulina, the Edible Microorganism. Microbiol. Rev., v. 47, No. 4p. 551-578, 1983; FALQUET J. Espirulina: Aspectos Nutricionales. Traducido por: Germán Chamorro y María Salaza. 1996. Disponível em: http://www.antenna.ch Acesso em 02/10/2008; COHEN, Z. The Chemicals of Spirulina. In: VONSHAK, A., ed. Spirulina platensis (Arthrospira): physiology, cell-biology and biotechnology. London: Taylor & Francis Ltd., p.175-204, 1997).[60] The lipid content found in the biomass was on average 6.5%±0.50, 6.6%±0.45 and 7.08%±0.78 for 3% whey, 6% whey and half Zarrouk respectively. This percentage is typical of that found in the growth of this cyanobacterium in standard medium, which ranges from 5.6% to 14% (CIFERRI.O. Spirulina, the Edible Microorganism. Microbiol. Rev., v. 47, No. 4p. 551- 578, 1983; FALQUET J. Spirulina: Aspects Nutricionales. Translated by: Germán Chamorro y María Salaza. 1996. Available at: http://www.antenna.ch Accessed 02/10/2008; COHEN, Z. The Chemicals of Spirulina. In: VONSHAK, A., ed. Spirulina platensis (Arthrospira): physiology, cell-biology and biotechnology. London: Taylor & Francis Ltd., p.175-204, 1997).
[61] O índice de carboidratos foi determinado pelo método de Luff Schoorl de acordo com o método proposto por Matissek et al. (MATISSEK, R.; SCHENEPEL, F.M.; STEINER, G. Analisis de los Alimentos: Fundamentos, metodos, aplicaciones. Espana: Acribia S.A, 1998. 416p).[61] The carbohydrate index was determined by the method of Luff Schoorl according to the method proposed by Matissek et al. (MATISSEK, R.; SCHENEPEL, F.M.; STEINER, G. Analisis de los Alimentos: Fundaments, methods, applications. Espana: Acribia S.A, 1998. 416p).
[62] As análises revelaram um teor de carboidratos de 24,3%±1,66 parasoro 3% e 25,38%±2,25 para soro 6%. Estes teores podem ser considerados altos quando confrontado a cultivos em condições padrões, que podem variar de 7% a 13% segundo a literatura, porém pode ser considerado similar ao meio padrão Zarrouk neste experimento que foi de 24,71%±1,84, pois não há diferença estatística entre os resultados. LACTOSE[62] Analyzes revealed a carbohydrate content of 24.3%±1.66 for 3% whey and 25.38%±2.25 for 6% whey. These contents can be considered high when compared to cultures under standard conditions, which can vary from 7% to 13% according to the literature, but can be considered similar to the standard Zarrouk medium in this experiment, which was 24.71%±1.84, because there is no statistical difference between the results. LACTOSE
[63] O teor de lactose antes e após o cultivo da Spirulina foi determinado pelo método de Luff Schoorl conforme Matissek et al., 1998.[63] The lactose content before and after the cultivation of Spirulina was determined by the method of Luff Schoorl according to Matissek et al., 1998.
[64] Os valores encontrados para lactose no soro clarificado antes e após cultivo da Arthrospia platensis são dados na tabela 7. Estes resultados sugerem que a Spirulina foi capaz de utilizar a lactose em seu metabolismo. Ainda que a principal fonte de carbono empregada nos cultivos tradicionais seja o dióxido de carbono, diversos estudos têm comprovado que as microalgas podem crescer empregando diferentes rotas nutricionais e, especialmente utilizando compostos orgânicos como glicose, acetato, lactato, aminoácidos ou outros substratos. (RICHMOND, A. Outdoor mass cultures of microalgae; biological principles, production systems. In: RICHMOND, A. (ed.). CRC handbook of Microalgal mass culture. Boca Raton: CERC, 1990. p.285-330).Tabela 7 - Teor médio de lactose para soro 3% e 6% clarificado antes e após cultivo de Spirulina platensis.
[65] Foi realizada análise da demanda bioquímica de oxigênio segundo Standard Methods (2005), antes e após o cultivo da Spirulina.[65] Biochemical oxygen demand analysis was performed according to Standard Methods (2005), before and after the cultivation of Spirulina.
[66] A demanda bioquímica de oxigênio (DBO) no soro antes do cultivo e após 10 dias de cultivo com a Spirulina é especificada na tabela 8.Tabela 8 - Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) mg/L para soro 3% e 6% clarificado antes e após cultivo de Spirulina platensis.
[67] O percentual da DBO no soro de leite clarificado a 6% diminuiu 77,43% em relação ao soro na mesma concentração após o cultivo. Em relação ao soro 3% houve diminuição de 80,2% da demanda bioquímica de oxigênio considerando-se antes e após cultivo da Spirulina, revelando grande redução no potencial de poluição do soro. Em razão da elevada concentração de DBO no dejeto bruto, o efluente final ainda necessita da continuação do tratamento para remoção da DBO remanescente, porém pode-se considerar que o cultivo de Arthrospira platensis em soro de leite abre mais um caminho para redução do potencial poluidor do soro.[67] The percentage of BOD in 6% clarified whey decreased by 77.43% compared to whey at the same concentration after cultivation. In relation to the 3% whey, there was a decrease of 80.2% in the biochemical oxygen demand, considering before and after the cultivation of Spirulina, revealing a great reduction in the potential of whey pollution. Due to the high concentration of BOD in the raw manure, the final effluent still requires the continuation of the treatment to remove the remaining BOD, but it can be considered that the cultivation of Arthrospira platensis in whey opens another way to reduce the polluting potential. of the serum.
[68] A tabela 9 evidencia que as amostras não revelaram presença de matéria macroscópica ou microscópica prejudicial à saúde humana, conforme BRASIL (BRASIL. Ministério da Saúde. Resolução - RDC No 175 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária ANVISA, publicada no Diário Oficial da União DOU em julho de 2003) ou evidência de microrganismos contaminantes, demonstrando uma boa condição higiênica do produto. Os resultados encontrados enfatizam que é difícil a contaminação da Spirulina ao nível laboratorial. Tabela 9 - Resultados das análises Microscópicas de Spirulina em pó.
[69] Os resultados das análises foram submetidos à Análise de Variância (ANOVA) com um nível de significância de 95% (p < 0,05) para verificar a existência de diferenças significativas entre os resultados. As médias significativamente diferentes foram comparadas pelo teste de Duncan. O nível de significância utilizado foi de p<0,05.[69] The results of the analyzes were submitted to Analysis of Variance (ANOVA) with a significance level of 95% (p < 0.05) to verify the existence of significant differences between the results. Significantly different means were compared using Duncan's test. The significance level used was p<0.05.
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