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Optimization of cyanobactaeria cultivation under laboratory conditions: Nostoc sp. and Anabaena sp.
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Authors
Abstract(s)
As cianobactérias são um grupo de bactérias fotossintéticas que, embora relativamente discretas, têm uma grande importância no ambiente de água doce e marinho, tanto em termos de ecologia fundamental como em relação aos potencias usos biotecnológicos.
Este trabalho teve como objetivos, estabelecer em laboratório as condições de cultivo de duas estirpes de cianobactérias não totalmente identificadas, realizando estudos preliminares através dos quais se procurou determinar os parâmetros de cultivo ótimos, analisando parte da sua composição bioquímica, como sejam proteínas, pigmentos e exopolissacarídeos. Em seguida teve como objetivo a otimização da produção de biomassa e de exopolissacarídeos pela manipulação de nutrientes, e a otimização da
produção de pigmentos pela manipulação das condições de luz.
As espécies foram fornecidas pela Alga2O, localizada em Coimbra. Na determinação da curva de crescimento, as duas espécies mostraram um bom crescimento e produção de biomassa, tendo o Nostoc 137 atingido a fase estacionária ao fim de 21 dias de crescimento, quando se registou a taxa de crescimento de 71,84±0,0026 mg.L-1 e uma produtividade de 14,29± 0,904 mg.L-1dia-1. A concentração máxima de biomassa foi obtida ao dia 25, com 0,47±0,22 g.L-1 (peso seco). A Anabaena
4, atingiu a fase estacionária ao fim de 21 dias de crescimento, quando se registou um pico na concentração de biomassa e se obteve uma taxa de crescimento de 52,12 ±36,82 mg.L-1 e uma produtividade de 15,31±2,77 mg.L-1dia-1. A concentração máxima de biomassa foi obtida ao dia 25, com 0,43±0,06 g.L -1 (peso seco).
O ensaio para a maximização da produção de biomassa, no qual se duplicou a concentração NaNO3 ao meio, observou-se um aumento na biomassa de Anabaena 4 de 0,332 ± 0,235 g.L-1 para um valor de 0,401±0,284 g.L-1, enquanto Nostoc 137 sofreu decréscimo na produção de biomassa de 0,096 ± 0,0678 g.L-1 para 0,025 ± 0,0180 g.L-1.
Na determinação do teor de proteína, foi a Anabaena 4 que obteve valores mais elevados, com 12,87±0,616%, enquanto no Nostoc 137 a média foi de 6,98±1,551 %.
Na quantificação de pigmentos foi também na Anabaena 4 que se verificou valores mais elevados de ficocianina, aloficocianina e ficoeritrina, com 105,72±55,960 𝜇g.ml, 29,77±22,300 𝜇g.ml e 19,82±9,706 𝜇g.ml respetivamente.
Sob a influência de luz branca LED, a ficocianina atinge o valor máximo de 84,49±25,073 𝜇g.ml. Já no Nostoc 137 houve uma redução na produção de pigmentos sob a luz branca LED de cerca de 3%.
Finalmente, quanto à produção de exopolissacarídeos (EPS), uma vez mais a Anabaena 4 mostrou apresentar uma concentração bastante elevada, com 876,5±91,005 mg.L-1 enquanto para Nostoc 137, não foram obtidos EPS. Foi induzido o stress nas culturas, para tentar aumentar a concentração de EPS, através da adição de bicarbonato de sódio e cloreto de sódio (NaCl).
Para Anabaena 4 não se registou esse aumento, enquanto para Nostoc 137 obtiveramse
5,67±0,006 mg. L-1 no meio com NaCl.
Neste estudo é possível determinar os parâmetros otimizados para o crescimento em laboratório destas estirpes. Demonstrou-se que a luz e a adição de novos compostos ao meio de cultivo podem afetar o crescimento, a produtividade e a composição bioquímica da biomassa.
Description
Keywords
Cianobactéria cultivo em batch Nostoc sp. Anabaena sp curva de crescimento exopolissacarídeos ficobiliproteinas conteúdo proteico