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Authors: Cartas, Liliana Carrillo
metadata.dc.contributor.advisor: Soccol, Carlos Ricardo
Title: Isolamento e cultivo de microalgas em resíduo líquido do processamento da mandioca: manipueira
Keywords: Microalgas; manipueira; mandioca; meio de cultura; isolamento; Microalgae; cassava waste water; manioc; culture medium; isolation
Issue Date: 24-Mar-2017
Publisher: Universidade Federal do Tocantins
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGB
Citation: CARTAS, Liliana Carrillo. Isolamento e cultivo de microalgas em resíduo líquido do processamento da mandioca: manipueira.2018.81f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Gurupi, 2018.
metadata.dc.description.resumo: Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a viabilidade do uso da manipueira como meio de cultura para microalgas e determinar as melhores condições para o cultivo. As cepas avaliadas foram isoladas das lagoas de estabilização de manipueira da empresa Podium Alimentos LTDA. de Paranavaí, sendo identificadas morfologicamente como Chlorella sp., Scenedesmus sp. Monoraphidium sp. e Golenkinia sp. A presença de atividade amilolítica e a determinação da toxicidade do cianeto, composto presente no resíduo, foram avaliadas para cada uma das linhagens de microalgas isoladas. A presença de amilase foi identificada em Monoraphidium sp, Golenkinia sp. e Scenedesmus sp. quando inoculadas em meio solido de ágar-amido a 0,2%. A tolerância ao cianeto foi avaliada simulando o ambiente cianogênio com adição de KCN no meio de cultivo autotrófico. As microalgas Monoraphidium sp. e a Scenedesmus sp. demostraram capacidade para se desenvolver em meio contendo até 200ppm de KCN, enquanto as microalgas Chlorella sp. e a Golenkinia sp. suportaram concentrações máximas de 40 ppm. Para avaliação da sobrevivência das microalgas quando cultivadas no resíduo líquido do processamento da mandioca, foi utilizado como meio de cultura manipueira bruta não esterilizada, manipueira bruta estéril e manipueira pré-tratada (digestão anaeróbia) em diferentes concentrações. Os testes foram realizados em frascos Erlenmeyer de 125 mL, sob iluminação de 2500 Lux, fotoperíodo de 12 horas claro/escuro e temperatura de 25°C. As concentrações do inoculo iniciais foram de 0,2 g.L-1. Nos experimentos conduzidos com a manipueira bruta não esterilizada, todas as microalgas mostraram desenvolvimento em concentrações de 10% v/v do resíduo (manipueira/agua). Destacou-se a microalga Monoraphidium sp. que alcançou uma produtividade máxima de 0,014 dia-1, apenas 5% menor que o alcançado quando cultivada em meio autotrófico. Já nos cultivos em manipueira bruta esterilizada as quatro linhagens de microalgas avaliadas apresentaram uma maior resistência ao meio de até 30% de resíduo. Observou-se a maior produtividade com a microalga Monoraphidium sp. e Golenkinia sp. que foi de 0,078 dia-1 e 0,018 dia-1 respectivamente, na concentração de 10% v/v de manipueira. Nos ensaios conduzidos em manipueira após digestão anaeróbia, foram suportadas concentrações de até 100% do resíduo, para o isolado de Monoraphidium sp., Golenkinia sp., e Scenedesmus sp., e de até 40% v/v para a microalga Chlorella sp. A maior velocidade especifica de crescimento foi com a microalga Monoraphidium sp. na concentração de 40% de manipueira (v/v) sendo de 0,12 dia-1. As microalgas Golenkinia sp. e a Scenedesmus sp. também mostraram eficiência quando cultivadas no efluente digerido, sendo que em concentrações de 20% v/v manipueira/água apresentam crescimento semelhante ao obtido no meio sintético. Os resultados obtidos mostraram que é possível o cultivo de microalgas em manipueira bruta, tratada e mesmo manipueira digerida. Porém tratamentos adequados devem ser identificados para se obter uma maior produtividade microalgal. As microalgas Monoraphidium sp. e Scenedesmus sp. demostraram ser capazes de sobreviver e crescer melhor no cultivo em efluente digerido anaerobicamente, assim, a utilização da manipueira digerida como meio de cultivo mostra-se como uma forma eficiente de produzir grandes quantidades de biomassa microalgal.
Abstract: The objective of this research was to evaluate the viability of the cassava waste water as a culture medium for microalgae and to determine the best conditions for cultivation. The strains evaluated were isolated from the stabilization lagoons of the company Podium Foods LTDA. of Paranavaí, being morphologically identified as Chlorella sp., Scenedesmus sp. Monoraphidium sp. and Golenkinia sp. The presence of amylolytic activity and determination of cyanide toxicity, a compound present in the residue, were evaluated for each of the isolated microalgae strains. The presence of amylase was identified in Monoraphidium sp, Golenkinia sp. and Scenedesmus sp. when inoculated in 0.2% agar-starch solid medium. The cyanide tolerance was evaluated by simulating the cyanogen environment with addition of KCN in the autotrophic culture medium. The microalgae Monoraphidium sp. and Scenedesmus sp. demonstrated the capacity to develop in medium containing up to 200ppm of KCN, while the microalgae Chlorella sp. and Golenkinia sp. have sustained maximum concentrations of 40 ppm. In order to evaluate the survival of microalgae when cultivated in the liquid cassava processing residue, non-sterile cassava waste water handling, sterile manipulative cassava waste water and pre-treated cassava waste water (anaerobic digestion) were used in different concentrations. The tests were carried out in 125 mL Erlenmeyer flasks, under 2500 Lux illumination, 12-hour light/dark photoperiod and 25 °C temperature. Initial inoculum concentrations were 0.2 g.L-1. In the experiments conducted with the non-sterilized raw cassava waste water, all microalgae showed development at concentrations of 10% v/v of the residue (cassava waste water/water). The microalga Monoraphidium sp. which reached a maximum productivity of 0.014 day-1, only 5% lower than that achieved when cultivated in an autotrophic medium. Already in the crops in sterile cassava waste water, the four microalgae strains tested showed a higher resistance to the medium of up to 30% of the residues. The highest productivity was observed with the microalga Monoraphidium sp. and Golenkinia sp. which was 0.078 day-1 and 0.018 day-1 respectively at the 10% v/v concentration of cassava waste water. In the experiments carried out in cassava waste water after anaerobic digestion, concentrations up to 100% of the residue were supported for the isolate of Monoraphidium sp., Golenkinia sp., and Scenedesmus sp., and up to 40% v/v for the microalga Chlorella sp. The highest specific growth rate was with the microalga Monoraphidium sp. in the concentration of 40% of cassava waste water (v/v) being 0.12 day-1. The microalgae Golenkinia sp. and Scenedesmus sp. also showed efficiency when cultivated in the digested effluent, and at concentrations of 20% v/v cassava waste water/water, presented growth similar to that obtained in the synthetic medium. The results showed that it is possible to cultivate microalgae in cassava waste water raw, treated and even digested cassava waste water. However, suitable treatments must be identified for increased microalgae productivity. The microalgae Monoraphidium sp. and Scenedesmus sp. demonstrated to be able to survive and grow better in anaerobically digested effluent cultivation, thus, the use of the digested cassava waste water as a culture medium is shown as an efficient way of producing large amounts of microalgae biomass.
URI: http://hdl.handle.net/11612/1048
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