A necessidade de se encontrar um substituto ao combustível fóssil tem impulsionado o desenvolvimento de novas fontes de biomassa para os biocombustíveis. Atualmente uma fonte de biomassa alternativa que vêm ganhando destaque são as microalgas, micro-organismos fotossintéticos capazes de capturar o CO2 atmosférico e acumular altos teores de lipídeos em sua biomassa, tornando-os muito atrativos como fonte de matéria-prima para a síntese de biodiesel. Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo estudar os efeitos dos fatores NaNO3, CO2, intensidade luminosa e profundidade no cultivo da microalga marinha Chlorella sp visando o acúmulo de lipídeos dessa microalga em sua biomassa para a produção de biodiesel. O trabalho foi dividido em três etapas principais: na primeira foram realizados os cultivos nos quais os fatores de interesse foram avaliados em dois níveis de operação, NaNO3 (0,25 e 0,75 g/l), CO2 (5 e 10 %), intensidade luminosa (0,85 e 14,5 klux) e profundidade (5 e 10 cm); na segunda etapa foram realizadas as extrações lipídicas da biomassa para a quantificação dos teores lipídicos; e na terceira etapa realizou-se a síntese do biodiesel por via química a partir dos lipídeos extraídos da biomassa. Os experimentos que compreenderam a etapa dos cultivos foram realizados segundo um planejamento de Taguchi L8, considerando como variáveis respostas concentração de biomassa e teor lipídico. O melhor ajuste para maximizar a concentração de biomassa e teor lipídico foi de 0,85klux de intensidade luminosa, 5% de CO2, 10 cm de profundidade e 0,42g.L-1 de NaNO3 que forneceu uma concentração de biomassa de 2,04 g.L-1 com 15,04% de teor lipídico. O perfil lipídico apresentou uma proporção de 60 % entre ácidos graxos saturados, 31,7% entre ácidos monoinsaturados e 8,26 % de ácidos poli-insaturados e a reação de síntese do biodiesel atingiu uma conversão de 78,4%. / The necessity of finding a substitute to fossil fuel has enhanced the development of new biomass sources for biofuels. Currently, an alternative source of biomass that has acquiring prominence are microalgae, which are photosyntetical microorganisms able to capture the atmospheric CO2 and accumulate high content of lipids in their biomass, making them a very attractive feedstock source for biodiesel synthesis. In such a way, the present work had the objective of studying the effect of the following factors: NaNO3, CO2, luminous intensity and depth in the cultivation of marine microalga Chlorella sp, aiming the lipid accumulation of this microalga in its biomass for biodiesel production. The project was divided in three main steps: in the first one, the experiments were performed to evaluate the following factors in two levels of operation, NaNO3 (0,25 and 0,75 g/l), CO2 (5 and 10 %), luminous intensity (0,85 and 14,5 klux) and depth (5 and 10 cm); in the second step, the lipid extractions from the biomass were performed to quantify the lipid contents; and in the third one, the synthesis of biodiesel via chemical route was performed utilizing the lipids extracted from the biomass. The experiments regarding the cultivation steps were performed according to a Taguchi L8 experimental design, considering the biomass concentration and lipid content as response variables. The best fit for maximization of biomass concentration and lipid content was 0,85 klux of luminous intensity, 5% of CO2, 10 cm of depth and 0,42g/l of NaNO3, which provided a biomass concentration of 2,04 g/l with 15,04% of lipid content. The lipid profile showed a proportion of 60% of saturated fatty acids, 31,7% of monounsaturated fatty acids and 8,26% of polyunsaturated fatty acids and the reaction of biodiesel synthesis yielded a conversed of 78,4%.

O objetivo desta tese foi explorar o sistema de produção de proteínas heterólogas em microalga com ênfase em Chlamydomonas reinhardtii por meio de: (1) desenvolvimento de um fotobiorreator tubular fechado de escala laboratorial, utilizando técnicas de manufatura digital; (2) avaliação de 7 diferentes proteínas fluorescentes (mTagBFP, Cerulean, Emerald, crGFP, cOFP, tdTomato e mCherry), como sistema reporter de secreção de proteínas em microalga; (3) avaliação do fotobiorreator desenvolvido utilizando cultivo de cepas recombinantes; (4) desenvolvimento de novos peptídeos sinais para secreção de proteínas em C. reinhardtii; (5) avaliação da produção de um biofármaco (hialuronidase) em microalgas, por meio da expressão de duas isoenzimas codificadas pelos genes HYA1 e SPAM1 em C. reinhardtii. O fotobiorreator tubular foi avaliado quanto a sua capacidade de resistir ao processo de esterilização por autoclavação e seu desempenho por meio do cultivo de cepa recombinante secretando mCherry. A fluorescência das proteínas fluorescentes foi medida por leitor de placas de fluorescência e visualizada intracelularmente por microscopia confocal de fluorescência. A atividade de hialuronidase foi determinada através de um ensaio enzimático turbidimétrico. O desenvolvimento do fotobiorreator resultou em um sistema fechado resistente a autoclavação, com capacidade de cultivo de cepas recombinantes de C. reinhardtii. Esse fotobiorreator proporcionou uma produtividade máxima de 10 mg/L.d de mCherry da cepa recombinante em sistema fechado, com velocidade específica de crescimento máxima de 1,27 d-1 para a cepa recombinante testada. Todas as proteínas fluorescentes avaliadas apresentaram capacidade de secreção por C. reinhardtii, com diferentes níveis de interferências em sua medição, permitindo a escolha da mCherry como proteína reporter. Entre os peptídeos sinais avaliados (quatro descritos na literatura - BiP, ARS1, CAH1 e IBP1 - e seis preditos), o peptídeo predito \"SP5\" foi o que apresentou maior capacidade de secreção, determinado por níveis de fluorescência no sobrenadante. A avaliação dos peptídeos sinais constatou a necessidade de explorar o desenvolvimento de sistemas de expressão (e.g. vetores de expressão) aliados a análises computacionais, como o SignalP 4.0. Por último, os dados desse estudo mostram que C. reinhardtii transformadas com o vetor de expressão foi capaz de produzir as duas isoformas de hialuronidase em sua forma ativa, evidenciando a capacidade desse sistema para a produção de biofármacos. Portanto, nesta tese o sistema de expressão de proteínas heterólogas baseado em microalgas foi explorado, atingindo os objetivos propostos. O fotobiorreator desenvolvido tem a capacidade de esterilização em escala laboratorial (1) e em cultivo com cepa recombinante propiciou elevada produtividade (3). As proteínas vermelhas fluorescentes apresentaram-se como as proteínas com menores interferências para estudos de secreção em C. reinhardtii (2). Além disso, o peptídeo predito SP5 apresentou o melhor desempenho na secreção de proteínas (4) e o vetor de expressão empregado permitiu a identificação de cepas produtoras de biofármaco hialuronidase (5). Portanto, o sistema de produção de proteínas heterólogas por microalgas é um sistema promissor e poderá permitir, utilizando sistemas de secreção, obter proteínas de alto valor comercial a baixos custos, empregando a secreção e técnicas de cultivo como a fermentação extrativa. / In this thesis, the heterologous protein production in microalgae with emphasis on Chlamydomonas reinhardtii was explored through: (1) development of a laboratory scale closed tubular photobioreactor using digital manufacturing techniques; (2) evaluation of different fluorescent proteins (mTagBFP, Cerulean, Emerald, crGFP, cOFP, tdTomato and mCherry) as a reporter system for protein secretion in microalgae (3) evaluation of photobioreactor developed using recombinant strains culture; (4) development of new signals peptides for protein secretion in C. reinhardtii (5) expression evaluation of a biopharmaceutical (Hyaluronidase) in microalgae, through the expression of two isoenzymes encoded by the HYA1 and SPAM1 genes in C. reinhardtii. The tubular photobioreactor was evaluated for its ability to resist sterilization process by autoclaving and its performance by culturing recombinant strain secreting mCherry. Fluorescence of fluorescent proteins was measured by fluorescence plate reader and observed intracellularly by confocal fluorescence microscopy. The hyaluronidase activity was determined by a turbidimetric enzymatic assay. The development of the photobioreactor resulted in a closed system resistant to autoclaving, capable of culturing recombinant strains of C. reinhardtii. This recombinant strain achieved a maximum productivity of 10 mg/L.day of mcherry in the closed system, with a maximum growth rate of 1.27 d-1 for the recombinant strain tested. All the fluorescent proteins evaluated had C. reinhardtii secretion capacity, with different interference levels in their measurement, allowing the selection of mCherry as a reporter protein. Among the evaluated peptides (four described in the literature - BiP, ARS1, CAH1 and IBP1 - and six predicted), the predicted peptide \"SP5\" was the one that presented greater capacity of secretion, determined by levels of fluorescence in the supernatant. The results of this study point out the need to explore the development of biological systems (i.e., expression vectors) allied to computational analysis. Finally, the data from this study showed that C. reinhardtii could produce the two isoforms of hyaluronidase in its active form, evidencing the capacity of this system to produce biopharmaceuticals. Therefore, in this thesis the heterologous protein expression system based on microalgae was explored, reaching the proposed objectives. The developed photobioreator has sterilization capabilityin laboratorial scale (1) and in culture with recombinant strain had high productivity (3). The red fluorescent proteins was found as the most suitable proteins for studies of secretion in C. reinhardtii with lower interference levels(2). In addition, the predicted SP5 peptide showed the best performance in protein secretion (4) and the expression vector employed allowed the identification of strains producing biopharmaceutical hyaluronidase (5). Therefore, the system of heterologous proteins production by microalgae is promising and will allow, using secretion systems, to obtain proteins of high commercial value at low costs, using secretion and cultivation techniques such as extractive fermentation.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-08-18T21:04:45Z No. of bitstreams: 1 Jonas F Recalcatti 2016.pdf: 1372488 bytes, checksum: dc974cf30808e2ac26e1121f83b9cf4a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-18T21:04:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jonas F Recalcatti 2016.pdf: 1372488 bytes, checksum: dc974cf30808e2ac26e1121f83b9cf4a (MD5) Previous issue date: 2016-09-08 / The necessity of alternative energy sources is an example of action that may contribute to diminish environment related issues. Thus, biofuels rise as an option that fit to sustainable development, because they are produced from renewable sources of energy in order to reduce harmful gas emissions to the environment. Studies approach the potential of micro-algae to produce biodiesel, a biofuel obtained from the oil of oilseeds and micro-algae. The micro-algae consist of a variety of autotrophic, prokaryotic or eukaryotic organisms. Their simple structure allows them to easily convert solar energy into chemical energy. The products of this conversion are been used to obtain biomass from micro-algae and, consequently, products of commercial applications. Some micro-algae contain high levels of lipid, showing the potential of these microorganisms to produce biofuels. In this way, the objective of this paper was to study the micro-algae Chlamydomonas reinhardtii cultivation, growing with and without nitrogen, for the extraction and quantification of oil from this biomass in different temperatures and the analysis of the composition of the fatty acids produced. From the results obtained with the extraction, it has been seen that the deletion of nitrogen influence lipids productivity, rising the levels of the lipids on the micro-algae biomass when compared to lipids levels of the biomass cultivated with nitrogen, showing better outcomes when extracted at the temperature of 45º C (7% with nitrogen and 11% without nitrogen), independently of cultivation conditions. The deletion of nitrogen on the cultivation does not interfere significantly with the composition of the fatty acids in the oil of the biomass from the micro-algae. What predominates in its composition are saturated fatty acids (C 16:0) and mono-unsaturated (C 14:1, C 16:1 and C 20:1), propitious to biodiesel production. The results obtained show that the biomass Chlamydomonas reinhardtii micro-algae has the potential to produce biodiesel, when cultivated on the conditions tested on this paper. / A necessidade de fontes alternativas de energia são exemplos de ações que podem contribuir para amenizar os problemas relacionados ao meio ambiente. Assim, os biocombustíveis surgem como uma opção que se ajusta ao desenvolvimento sustentável, pois estes são produzidos a partir de fontes de energia renováveis de forma a diminuir a emissão de gases nocivos ao ambiente. Estudos abordam as potencialidades de microalgas para a produção de biodiesel, um biocombustível obtido a partir do óleo de diversas oleaginosas e microalgas. As microalgas consistem em uma variedade de organismos autotróficos, procarióticos ou eucarióticos, a estrutura simples das microalgas permite que elas convertam facilmente a energia solar em energia química. Desta forma, o trabalho teve como objetivo estudar o cultivo da microalga Chlamydomonas reinhardtii, em meios de cultivo com e sem nitrogênio, para extração e quantificação do óleo desta biomassa em diferentes temperaturas e análise da composição dos ácidos graxos produzidos. A microalga Chlamydomonas reinhardtii foi cultivada em meio com e sem nitrogênio. Após a recuperação da biomassa, esta foi analisada quanto à matéria orgânica e inorgânica, teor de clorofila a e b e por fim, foi obtido e quantificado o teor lipídico presente na biomassa, analisando-se o perfil de ácidos graxos presentes por cromatografia gasosa. A partir dos resultados obtidos com a extração, observou-se que, a supressão de nitrogênio influencia na produtividade de lipídeos, aumentando os teores destes na biomassa da microalga, quando comparado ao teor lipídico da biomassa cultivada com nitrogênio, apresentando maiores rendimentos quando extraído na temperatura de 45º C (7% CN e 11% SN), independente da condição de cultivo. A supressão de nitrogênio no meio de cultivo não interfere significativamente na composição dos ácidos graxos no óleo da biomassa algácea, predominando em sua composição ácidos graxos saturados (C 16:0) e mono-insaturados (C 14:1, C 16:1 e C 20:1), propícios para a produção de biodiesel. Os resultados obtidos demonstram que a biomassa microalga Chlamydomonas reinhardtii apresenta potencial para produção de biodiesel, quando cultivada nas condições testadas neste estudo.

A necessidade de se encontrar um substituto ao combustível fóssil tem impulsionado o desenvolvimento de novas fontes de biomassa para os biocombustíveis. Atualmente uma fonte de biomassa alternativa que vêm ganhando destaque são as microalgas, micro-organismos fotossintéticos capazes de capturar o CO2 atmosférico e acumular altos teores de lipídeos em sua biomassa, tornando-os muito atrativos como fonte de matéria-prima para a síntese de biodiesel. Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo estudar os efeitos dos fatores NaNO3, CO2, intensidade luminosa e profundidade no cultivo da microalga marinha Chlorella sp visando o acúmulo de lipídeos dessa microalga em sua biomassa para a produção de biodiesel. O trabalho foi dividido em três etapas principais: na primeira foram realizados os cultivos nos quais os fatores de interesse foram avaliados em dois níveis de operação, NaNO3 (0,25 e 0,75 g/l), CO2 (5 e 10 %), intensidade luminosa (0,85 e 14,5 klux) e profundidade (5 e 10 cm); na segunda etapa foram realizadas as extrações lipídicas da biomassa para a quantificação dos teores lipídicos; e na terceira etapa realizou-se a síntese do biodiesel por via química a partir dos lipídeos extraídos da biomassa. Os experimentos que compreenderam a etapa dos cultivos foram realizados segundo um planejamento de Taguchi L8, considerando como variáveis respostas concentração de biomassa e teor lipídico. O melhor ajuste para maximizar a concentração de biomassa e teor lipídico foi de 0,85klux de intensidade luminosa, 5% de CO2, 10 cm de profundidade e 0,42g.L-1 de NaNO3 que forneceu uma concentração de biomassa de 2,04 g.L-1 com 15,04% de teor lipídico. O perfil lipídico apresentou uma proporção de 60 % entre ácidos graxos saturados, 31,7% entre ácidos monoinsaturados e 8,26 % de ácidos poli-insaturados e a reação de síntese do biodiesel atingiu uma conversão de 78,4%. / The necessity of finding a substitute to fossil fuel has enhanced the development of new biomass sources for biofuels. Currently, an alternative source of biomass that has acquiring prominence are microalgae, which are photosyntetical microorganisms able to capture the atmospheric CO2 and accumulate high content of lipids in their biomass, making them a very attractive feedstock source for biodiesel synthesis. In such a way, the present work had the objective of studying the effect of the following factors: NaNO3, CO2, luminous intensity and depth in the cultivation of marine microalga Chlorella sp, aiming the lipid accumulation of this microalga in its biomass for biodiesel production. The project was divided in three main steps: in the first one, the experiments were performed to evaluate the following factors in two levels of operation, NaNO3 (0,25 and 0,75 g/l), CO2 (5 and 10 %), luminous intensity (0,85 and 14,5 klux) and depth (5 and 10 cm); in the second step, the lipid extractions from the biomass were performed to quantify the lipid contents; and in the third one, the synthesis of biodiesel via chemical route was performed utilizing the lipids extracted from the biomass. The experiments regarding the cultivation steps were performed according to a Taguchi L8 experimental design, considering the biomass concentration and lipid content as response variables. The best fit for maximization of biomass concentration and lipid content was 0,85 klux of luminous intensity, 5% of CO2, 10 cm of depth and 0,42g/l of NaNO3, which provided a biomass concentration of 2,04 g/l with 15,04% of lipid content. The lipid profile showed a proportion of 60% of saturated fatty acids, 31,7% of monounsaturated fatty acids and 8,26% of polyunsaturated fatty acids and the reaction of biodiesel synthesis yielded a conversed of 78,4%.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-21T16:54:52Z No. of bitstreams: 1 DÉBORA JAMILA NÓBREGA DE MELO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015..pdf: 1660411 bytes, checksum: 435dc571b5f61082152afe1a09c340cb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-21T16:54:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DÉBORA JAMILA NÓBREGA DE MELO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015..pdf: 1660411 bytes, checksum: 435dc571b5f61082152afe1a09c340cb (MD5) Previous issue date: 2015-09 / CNPq / Diante da futura escassez dos recursos energéticos originados do petróleo e seus derivados, aliados aos impactos ambientais causados pelo consumo desenfreado de recursos naturais, faz-se necessário a busca por produção de energias alternativas e limpas. Nesse ínterim, surgem as microalgas como potenciais de produção de biocombustíveis, por sua elevada taxa de crescimento e capacidade produtiva de lipídios e carboidratos. Porém, o alto custo de manutenção ainda inviabiliza sua produção. Dessa forma, esse trabalho busca aumentar a produção de microalgas utilizando a vinhaça, um resíduo da indústria sucroalcooleira altamente nutritivo e poluidor, e reutilizando resíduos do próprio cultivo como suplementação nutricional ao meio de cultura. A microalga Chlorella sp. foi cultivada em meio Bold’s Basal Medium (BBM) modificado, suplementado com de 5, 10 e 15% de vinhaça e resíduos de cultivos com diferentes concentrações, reutilizados por até três vezes. O sistema de cultivo adotado foi o mixotrófico. Foram calculadas as velocidades específicas de crescimento máximas e os tempos de geração dos cultivos suplementados com vinhaça e resíduos de cultivos. Calcularam-se as remoções de Demanda Química de oxigênios dos cultivos suplementados com vinhaça. Foram quantificados os teores de açúcares redutores e lipídios das biomassas cultivadas com 10% de vinhaça e sem suplementação. Foi verificado que os cultivos suplementados com 5 e 10% de vinhaça apresentaram maior densidade celular que o cultivo sem suplementação. As taxas de crescimento máximas e os tempos de geração dos cultivos com 5 e 10% de vinhaça foram muito próximas, diferente do cultivo suplementado com 15% de vinhaça que apresentou inibição no crescimento. As remoções de DQO foram elevadas e em média 85%. A utilização dos resíduos de cultivos favoreceu o crescimento das microalgas, apresentando melhores resultados os cultivos suplementados com resíduos de segunda reutilização, em especial os cultivos suplementados com resíduos originados de um cultivo com adição de vinhaça. A biomassa da Chlorella sp. cultivada com suplementação de 10% de vinhaça apresentou 11,50% de lipídios, 0,33% de açúcares redutores. Estudos mais aprofundados devem ser realizados para uma melhor caracterização da biomassa para verificar a influência da suplementação do meio com vinhaça na produção de proteínas e carboidratos totais. / In the face of future scarcity of energy resources derived from oil and its derivatives, coupled with the environmental impacts caused by rampant consumption of natural resources, it is necessary to search for a renewable and clean energy. In the meantime, there are microalgae with potential of biofuel production due to its high growth rate and productivity capacity of lipids and carbohydrates. However, the high cost of maintenance still prevents its manufacture. In this way, the present work aims to increase the production of microalgae using vinasse which is a residue of highly nutritious sugarcane industry and a polluter, and reusing waste from the own cultivation as a nutritional supplement to the culture medium. The microalgae Chlorella sp. was grown in a modified Bold's Basal Medium (BBM), supplemented with 5, 10 and 15% of vinasse and residues of cultivations with different concentrations in what they were reused at maximum of three times. The adopted cultivation system was the mixotrophic. Calculations were made to obtain the specific maximum speed of growth and the generation times of cultivations supplemented with vinasse and cultivation waste. Also, it was calculated the removals of Chemical Oxygen Demand (COD) of cultivations supplemented with vinasse. For the next step, it was quantified the reducing sugars and lipids of biomass cultivated with 10% of vinasse and without supplementation. It was verified that the cultivation supplemented with 5 and 10% of vinasse showed higher cell density than the unsupplemented cultivation. The maximum growth rates and generation times of cultivations with 5 and 10% of vinasse were very close whereas cultivation supplemented with 15% of vinasse showed growth inhibition. The removals of COD were high and averaged at 85%. The use of cultivation residue has favored the microalgae growth, presenting best results for the cultures supplemented with second reuse waste, in particular cultures supplemented with residues derived from a culture with addition of vinasse. The biomass of cultivated Chlorella sp. with supplementation of 10% of vinasse showed 11.50% lipids, 0.33% of reducing sugars. Further studies should be performed to better characterize the biomass to check the influence of the medium supplementation with vinasse in the production of proteins and total carbohydrates.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-10-27Bitstream added on 2014-06-13T20:24:21Z : No. of bitstreams: 1 nunes_m_dr_jabo.pdf: 789915 bytes, checksum: d33780e723c4af1036139660c9582f18 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-10-27T11:27:29Z: 000681810.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-10-27T11:28:04Z : No. of bitstreams: 1 000681810.pdf: 562297 bytes, checksum: 2a5bb2ece78e1bfaa1bd6aca60814546 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A microalga Haematococcus pluvialis é conhecida como o microrganismo que apresenta maior rendimento final de astaxantina em sua biomassa, quando submetida a fatores de estresse celular eficientes. Contudo ainda apresenta uma característica de crescimento desfavorável quando comparada a outras espécies de microalgas cultivadas em escala comercial, visto que possui uma taxa de crescimento intrínseca, resultando em baixa densidade celular ao final dos cultivos. Assim, o rendimento final do pigmento é relativamente baixo. Neste sentido, este estudo teve por objetivo avaliar a resposta de Haematococcus pluvialis ao processo de indução à carotenogênese por meio de estresse luminoso e nutricional, e promover o aumento de biomassa vegetativa da microalga através da adição da rizobactéria promotora de crescimento em plantas, Azospirillum brasilense V6, estirpe produtora do fito hormônio AIA (ácido indol – acético), em cultivos estanques, visando obter maior rendimento final de astaxantina. O trabalho foi dividido em duas fases. Primeiramente, no cultivo referente ao controle (contendo apenas H. pluvialis) foram aplicadas duas combinações de fatores de estresse celular para indução a síntese de astaxantina pela microalga, visando a escolha do método de estresse a ser aplicado na fase seguinte. As células de H. pluvialis foram submetidas ao estresse por alta intensidade luminosa (350 μmol photons m-2 s-1) ou ao mesmo estresse luminoso aliado a suplementação com CO2 (4%) na aeração fornecida na fase exponencial de crescimento. Avaliou-se, entre outros fatores de resposta celular, a concentração final de astaxantina na biomassa após 10 dias de estresse. As concentrações do pigmento foram 4,15 e 17,66 mg g-1, respectivamente, para as culturas submetidas ao estresse luminoso e para... / The microalgae Haematococcus pluvialis is known as the microorganism that has a highest final yield of astaxanthin in its biomass, when induced by efficient stress factors. However, still presents a characteristic of unfavorable growth when compared to other species of microalgae grown on a commercial scale, once it has an intrinsic growth rate that provides low cell density in the culture. Thus, the final yield of the pigment is relatively low. Thus, this study aimed to evaluate the response of Haematococcus pluvialis submitted to carotenogenesis induction process through light and nutrient stress, and promotion of vegetative microalgae biomass increase through the addition of the growth promoter bacteria in plants, Azospirillum brasilense V6, a strain that produce the phyto hormone IAA (indole - acetic acid). The experiments were performed in “batch” systems, aiming to obtain higher final yield of astaxanthin. The work was divided into two phases. First, to the control (containing only H. pluvialis) it was applied two combinations of stress factors to induce cellular synthesis of astaxanthin by the microalgae, to define the method of stress to be applied in the next phase. The cells of H. pluvialis were submitted to stress by high light intensity (seven times the original) or the same light stress combined with CO2 supplementation (4%) in the aeration provided in the exponential growth phase. We evaluated, among other factors of cellular response, the final concentration of astaxanthin in the biomass after 10 days of stress. The pigment concentrations were 4.15 and 17.66 mg g-1, respectively, for cultures submitted to light stress and to those who received the same light stress add with the increase of C / N ratio in the culture medium. So, for the next experimental phase, the combination... (Complete abstract click electronic access below)

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Agrarias / Made available in DSpace on 2012-10-17T04:36:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Foram comparados os parâmetros de crescimento de três espécies de diatomáceas nativas da Região de Laguna, SC, nos períodos de primavera e verão. O material biológico coletado, em três salinidades e períodos distintos, foi cultivado com fertilizantes químicos em quatro diferentes relações de nutrientes (N : P) (3,76: 1; 20,13 : 1; 36,47 : 1; 52,84 : 1), em recipientes de 30 litros, submetidos a iluminação natural. O desenho experimental empregado foi do tipo completamente casualisado, com a realização de um experimento para cada salinidade. Os parâmetros comparados foram a densidade celular máxima (DCM) e a velocidade de crescimento (k), e foram plotadas as curvas de crescimento. Na comparação dos dados foi adotada a análise de variância (ANOVA) e utilizou-se o Teste Duncan de separação de médias e uma análise de Contrastes. A DCM apresentou diferença significativa (P<0,05) entre os tratamentos, para a microalga Nitzschia sp. que dominou o experimento com salinidade de 10%o e apresentou um menor valor com a relação (3,76 : 1), embora não apresentando diferença quanto a velocidade de crescimento. A microalga Skeletonema sp. dominou o experimento realizado com a salinidade de 15%o e não apresentou diferença significativa entre os tratamentos no que se refere a DCM porém foi registrada uma velocidade de crescimento inferior nas unidades experimentais do Tratatnento 1 (3,76 : 1). O terceiro experimento foi realizado com a salinidade de 5%o e a microalga dominante foi a Thalassiosira sp., que apresentou diferença significativa entre os tratamentos quanto a DCM onde a relação 20,13 : 1 foi superior, sem apresentar, porém, diferença significativa na velocidade de crescimento. Abstract : Growth parameters of three dominant species of native diatoms from the Laguna Region, SC, were compared. The chosen season were Spring and Summer, when the biological material were collected in three different salinities at three different periods. The algae were grown under four different nutrient ratios (N : P) (3,76 : 1, 20,13 : 1, 36,47 : 1, 52, 84 : 1), obtained by adition of chemical fertilizer, in 30 litres container, under natural light. The experimental design was totaly casual and three experiments were made one facing each different salinity. The parameters compared among treatments were maximum cellular density (DCM) and the growth rate (k) besides the plottation of growth curve. Results were compared by one way variance analisys (ANOVA), followed by the Duncan and contrast tests . The DCM showed a significant difference among the treatments: the algae Nitzschia sp. that dominated the 10%o salinity experiment, showed a smaller value with the relation (3,76 : 1) though it did not present any difference related to growth rate (k). The algae Skeletonema sp. dominated the 15%o salinity experiment and did not show any significant difference among the treatments related to DCM. Nevertheless it was registered an inferior growth rate (k) in the experimental unities of treatment 1 (3,76: I). The third experiment was made with a 5%o salinity and the dominating algae was the Thalassiosira sp., that showed a significant difference among treatments related to DCM, where the relation 20,13 : 1 was superior. The third experiment did not show any significant difference related to growth rate (k). It was observed that the different nutrients ratios (N : P) can influency the growth of the registred diatoms.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:39:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225941.pdf: 964034 bytes, checksum: d9068844d29107f5d18a1c419f70f4b8 (MD5)

Submitted by Luiza Fontes (luimf@yahoo.com.br) on 2017-11-17T22:01:25Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_pei_Luiza_Fontes_final.pdf: 2354845 bytes, checksum: 20aedd4de1231ce14dd1ce159439415d (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-11-20T14:45:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_pei_Luiza_Fontes_final.pdf: 2354845 bytes, checksum: 20aedd4de1231ce14dd1ce159439415d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-20T14:45:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_pei_Luiza_Fontes_final.pdf: 2354845 bytes, checksum: 20aedd4de1231ce14dd1ce159439415d (MD5) / CNPq e Fapesb / Os impactos ambientais provenientes do refino do petróleo são inúmeros e entre estes está a geração de grande quantidade de resíduos pesados contendo uma variedade de compostos orgânicos policíclicos, aromáticos e tóxicos ao homem e ao meio ambiente. É sabido que as microalgas utilizam compostos de carbono como o CO2 como fonte de nutrientes para produção de carboidratos, proteínas, lipídeos e pigmentos. Neste trabalho foi realizado um estudo sobre a capacidade das microalgas da espécie Desmodesmus sp.de biodegradar emulsões de óleo residual pesado de petróleo (BPF) em água. Com esta finalidade foram preparadas emulsões com tensoativos aniônicos e não iônicos biodegradáveis permitindo o acesso das microalgas em cultivo aquoso ao óleo residual e a seus componentes tóxicos, hidrocarbonetos policiclicos aromáticos (HPAs). O preparo das emulsões priorizou ativos biodegradáveis provenientes de fontes de carbono renováveis. Com o objetivo de preparar uma solução emulsionante utilizando quantidades mínimas de tensoativos para foi realizado um planejamento estatístico dos experimentos. Inicialmente foi cultivado o inoculo mãe; uma vez alcançada a fase estacionária, o cultivo foi reiniciado com 30%(v/v) do inoculo mãe e 1%(v/v) das emulsões contendo o óleo BPFem condição restrita de nutrientes, forçando assim a utilização da emulsão como fonte carbônica de nutrientes. Ao longo de cada experimento foi avaliado o crescimento celular das microalgas e acompanhados os teores de carotenoides dos cultivos através de espectroscopia Raman. Ao final, foi avaliada a presença de HPAs no meio de cultivo através de técnica cromatográfica gasosa. A espécie Desmodesmus sp. apresentou curva de crescimento atípica na presença do óleo BPF emulsionado, bem como alterações no metabolismo de produção de β-caroteno. Conclui-se que as microalgas da espécie Desmodesmus sp. foram capazes de biodegradar em 90 dias, nas condições utilizadas nos experimentos, os componentes orgânicos presentes no óleo BPF, incluindo a maior parte dos HPAs presentes. / The environmental impacts from the refining of petroleum are numerous and among these is the generation of large quantities of heavy residues containing a variety of polycyclic organic compounds, aromatic and toxic to humans and the environment. It is known that microalgae use carbon compounds such as CO2 as a source of nutrients for the production of carbohydrates, proteins, lipids and pigments. In this work a study on the ability of the microalgae of the species Desmodesmus sp. to biodegrade heavy oil residual oil (BPF) emulsions in water was carried out. For this purpose, emulsions containingbiodegradable anionic and nonionic surfactants were prepared, allowing the microalgae in aqueous culture to reach the residual oil and its toxic components, aromatic polycyclic hydrocarbons (PAHs). The preparation of the emulsions prioritized biodegradable assets from renewable carbon sources. In order to use minimum amounts of surfactants, a statistical design of experiments was carried out to prepare the ideal emulsifier solution. Initially the mother inoculum was cultivated; The culture was restarted with 30% (v / v) of the mother inoculum and 1% (v / v) of the emulsions containing the BPF oil in a nutrient restricted condition, thus forcing the emulsion to be source of nutrients. Throughout each experiment the cell growth of the microalgae was evaluated and the carotenoid contents of the cultures were monitored through Raman spectroscopy. At the end, the presence of PAHs in the culture medium was evaluated by gas chromatographic technique. The species Desmodesmus sp. presented an atypical growth curve in the presence of emulsified BPF oil, as well as changes in the metabolism of β-carotene production. It is concluded that the microalgae of the species Desmodesmus sp. were able to biodegrade in 90 days, under the conditions used in the experiments, the organic components present in the BPF oil, including most of the HPAs present.

MOREIRA, Renato Teixeira. Avaliação do efeito dos polissacarídeos sulfatados extraídos da microalga Dunaliella tertiolecta como imunoestimulante em juvenis de camarão Litopenaeus vannamei. 2010. 71f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Pesca) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Maria Naires Souza (marianaires@ufc.br) on 2011-12-12T16:40:57Z No. of bitstreams: 1 2010-dis-rtmoreira.pdf: 882170 bytes, checksum: 148e737d98e5bb20515e03da4269c01d (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Nascimento(vieiraaline@yahoo.com.br) on 2011-12-19T14:48:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010-dis-rtmoreira.pdf: 882170 bytes, checksum: 148e737d98e5bb20515e03da4269c01d (MD5) / Made available in DSpace on 2011-12-19T14:48:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010-dis-rtmoreira.pdf: 882170 bytes, checksum: 148e737d98e5bb20515e03da4269c01d (MD5) Previous issue date: 2010-08-04 / Aquaculture is one of the activities that most expands around the world and microalgae such as shrimps cultures have a great contribution into this progress. The aim of this study was the culture of the marine microlgae Dunaliella tertiolecta and extract its sulfated polysaccharides from the biomass and from the culture medium as well as to evaluate the effects of polysaccharides administration directly into the cultivation water of Litopenaeus vannamei shrimp’s post-larvae and juveniles. During microalgae cultivation some growth parameters and culture development were evaluated, and the sulphated polysaccharides were extracted from biomass and the culture medium. These polysaccharides were directly administrated into the water, in the concentration of 0.5; 1.0 and 2.0 mg L-1 to pl’s of L. vannamei, wich were submitted to a saline stress often applied to verify the quality of pl’s in the most of shrimps farms. The juveniles were exposed to the same concentration of the polysaccharides in a five days period in laboratory conditions. Then, we collected the animals haemolymph to analyze some hematoimmunological parameters, like total haemocyte count (THC), phenoloxidase enzime activity (PO), haemolymph aglutination capacity and total protein concentration. The results showed an excelent development of the microalgae D. tertiolecta, reaching a maximum yield of 6.67 g L-1 in dry biomass and in 10 L of culture medium, from wich were obtained 2.3 g of gross sulphated polysaccharides. The pl’s presented high resistance to the saline stress, when submitted to a 0.5 mg L-1 concentration of PS, and at the end of the test only 12.5% of individuals died, while in the juveniles the lower accumulated mortality was 6.7% when the higher dosage of PS was administrated. The analysis of the immunoparameters did not show any variation except the haemocyte total count and haemolymph protein concentration, wich were significantly reduced within the increase of polysaccharides dosage in the water. Future histological studies can be an alternative to reveal the possible haemocytes migration to the animals gills exposed to higher polysaccharides concentration in the water / A aquicultura tem se tornado uma das atividades que mais se expande mundialmente, tendo o cultivo de microalgas e a carcinicultura grande contribuição para este avanço. O presente trabalho teve por objetivo cultivar a microalga marinha Dunaliella tertiolecta e extrair seus polissacarídeos sulfatados do meio de cultivo e biomassa, bem como avaliar os efeitos da administração destes polissacarídeos diretamente na água de cultivo de pós-larvas (pl’s) e juvenis do camarão marinho Litopenaeus vannamei. Ao longo dos cultivos da microalga foram avaliados alguns parâmetros de crescimento e desenvolvimento da cultura, da qual foram obtidos o meio de cultivo e a biomassa para a extração dos polissacarídeos sulfatados. Estes polissacarídeos foram administrados diretamente na água, nas concentrações de 0,5; 1 e 2 mg/L, para as pl’s de L. vannamei, as quais foram submetidas ao teste de estresse salino freqüentemente aplicado nas fazendas de camarões para verificar a qualidade das pl’s. Os juvenis de camarão também foram expostos às mesmas concentrações de polissacarídeos por um período de 5 dias, em condições de laboratório. Em seguida, foram coletadas amostras da hemolinfa dos animais para a análise de alguns parâmetros hematoimunológicos, como a contagem total de hemócitos (CTH), atividade da enzima fenoloxidase (PO), capacidade de aglutinação da hemolinfa e concentração total de proteínas. Os resultados mostraram um excelente desenvolvimento da microalga D. tertiolecta, alcançando um rendimento máximo de 6,67 g.L-1 em biomassa seca, e em 10 L de meio de cultivo, dos quais foram obtidos 2,3 g de polissacarídeos sulfatados brutos. As pl’s apresentaram maior resistência ao teste de estresse salino, quando submetidas à concentração de 0,5 mg/L de PS, onde ao final do teste apenas 12,5% do indivíduos morreram, enquanto a menor mortalidade acumulada nos juvenis (6,7%) foi observada após a administração da maior dose. A análise dos imunoparâmetros não apresentou muitas variações com exceção da contagem total de hemócitos e da concentração de proteínas na hemolinfa, os quais foram significativamente reduzidos com o aumento da dose de polissacarídeos na água. Estudos futuros, principalmente histológicos, serão uma alternativa para esclarecer a possível migração de hemócitos para as brânquias dos animais expostos as maiores concentrações de polissacarídeos na água