Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Université Claude Bernard. 2009

A cianobactéria \' Spirulina platensis \' possui alto teor de proteína e vem sendo cultivada fotoautotroficamente para a produção de biomassa microbiana. Embora as fontes convencionais de nitrogênio utilizadas para a produção de Spirulina spp. sejam os nitratos, há a possibilidade do emprego de uréia, utilizando o processo descontínuo alimentado, com diminuição do custo de produção. O emprego do processo descontínuo alimentado repetitivo para o cultivo desta microalga utilizando a uréia como fonte de nitrogênio poderia facilitar os cultivos em escala de produção, pois não haveria a necessidade de preparo de inóculo para cada ciclo de produção, além de possibilitar o aumento da produtividade do sistema. Este trabalho tem o objetivo de verificar o comportamento do cultivo microbiano com este processo, visto que não foram encontrados na literatura tais estudos para o cultivo de \'S. platensis\'. Foi verificada a influência dos parâmetros fração de corte, tempo de alimentação de uréia e ciclos de cultivo neste tipo de processo, tendo como variáveis dependentes a concentração celular máxima (Xm), a produtividade em células (Px) e o fator de conversão de nitrogênio em células (Yx/n), bem como a composição protéica e lipídica da biomassa obtida. Os resultados obtidos permitem concluir que, de uma forma geral, uma fração de corte de 80% associada a um tempo de alimentação de 6 dias leva a melhores condições de cultivo com bons resultados nos três parâmetros cinéticos (em média, 2101 mg.L?¹, 219 mg.L?¹.d?¹ e 10,3 mg.mg?¹ para Xm, Px e Yx/n, respectivamente), que foram reprodutíveis ao longo de 3 ciclos. / \' Spirulina platensis \', with high protein content, can be cultivated photoautotrophically for the microbial biomass production. Although nitrates are the conventional source of nitrogen for the Spirulina spp. production, there is a possibility of the use of urea, in a fed-batch process, leading to a cost reduction. The application of repeated fed-batch process, using urea as nitrogen source, could propitiate the cultivation of this microorganism in a production scale, since it would not need to prepare the inoculum for each production cycle. Moreover, there is a possibility to improve the productivity of this process. The aim of this work was to verify the behavior of the microbial cultivation employing this process, since this kind of study for \' Spirulina platensis \' production was not found in literature. The influence of withdrawn rate, urea feeding time and cultivation cycles were studied, considering maximum cell concentration (Xm), cell productivity (Px), nitrogen-to-cell conversion (Yx/n), and protein and total fat contents as dependent variables. The results show that in general a 80% of withdrawn rate associated with 6 days of feeding time leads to the best cultivation conditions with satisfactory results of Xm, Px and Yx/n (2101 mg.L?¹, 219 mg.L?¹.d?¹ and 10.3 mg.mg?¹, in average, respectively), that could be reproduced through the three cycles.

Arthrosphira (Spirulina) platensis apresenta substâncias de interesse nas indústrias alimentícia, farmacêutica e cosmética. A produção industrial envolve uma quantidade muito grande de água e sua viabilidade deve contemplar o reuso do meio, visando uma diminuição de custos com nutrientes, bem como da poluição ambiental, tornando-se assim um processo sustentável. O presente trabalho teve como objetivo principal a avaliação do reaproveitamento do meio no cultivo de A. platensis usando tratamentos físico-químicos de floculação e adsorção. Para tanto, tal cianobactéria foi cultivada em fotobiorreator (FBR) tubular em processos de batelada alimentada e contínuo em intensidade luminosa de 120 µmol fótons m-2 s-1, sob controle de pH. Foram desenvolvidas técnicas de tratamento de meio de cultivo proveniente de processo descontínuo alimentado de A. platensis para a remoção de matéria orgânica (MO) e pigmentos (60 - 96 %), permitindo assim seu reuso em novos cultivos. A. platensis foi cultivada nos meios tratados utilizando frascos Erlenmeyer, com avaliação de parâmetros como concentração celular máxima (Xm), conteúdo de clorofila-a (Chl) e conteúdo de proteína na biomassa seca (PTN). No processo simultâneo de floculação e adsorção com carvão ativado em pó (CAP), foram testados dois agentes floculantes, cloreto férrico (F) e sulfato férrico (S) bem como diferentes tempos de contato. No processo simultâneo de floculação com F e adsorção com CAP, as condições ótimas foram: CAP = 24,4 mg L-1 e F = 20,3 mg L-1durante 30,4 min de tempo de contato; com obtenção de: Xm = 4893 ± 33 mg L-1, Chl = 24,3 ± 0,1 mg g-1, PTN = 36,1 ± 0,6 %. As condições ótimas de tratamento simultâneo de floculação com S e adsorção com CAP foram: CAP = 40,0 mg L-1 e S = 32,8 mg L-1 durante 36,1 min de tempo de contato, com obtenção de: Xm = 4863 ± 64 mg L-1, Chl = 24,5 ± 0,6 mg g-1, PTN = 60,1 ± 0,6 %. No processo sequencial de floculação com F seguido de adsorção com carvão ativado granulado (CAG), as condições ótimas foram atingidas com: CAG = 108,4 g e F = 10,0 mg L-1 durante 30,8 min de tempo de residência; obtendo-se: Xm = 3140 ± 77 mg L-1, Chl = 35,4 ± 0,2 mg g-1, PTN = 44,9 ± 0,0 %. Adicionalmente, os meios tratados nessas condições ótimas de cada tratamento, também foram testados em FBR tubulares, atingindo valores de Xm, Chl e PTN maiores do que os obtidos com meio padrão. Além disso, o processo simultâneo de cultivo celular em FBR tubulares e adsorção contínua do meio de cultivo exaurido em coluna de CAG removeu 51 - 79 % de MO e pigmentos. Foi demonstrado que uma proporção de 75 % de meio tratado no meio de alimentação não produz diminuição significativa de produtividade celular (PX) e os resultados foram: concentração celular em estado estacionário (Xs) de 1568 ± 15 mg L-1, PX = 941 mg L-1 d-1, PTN = 42,0 ± 0,6 %, com diminuição de 65 % no custo de meio de cultivo. Por fim, conclui-se que é viável a utilização de processos físico-químicos no tratamento de meio a ser reaproveitado no cultivo de A. platensis, inclusive em FBR tubulares, com apreciável incremento de clorofila-a e proteínas na biomassa obtida em meio tratado. / Arthrospira (Spirulina) platensis have compounds of interest in the food, pharmaceutical and cosmetic industries. Industrial production involves high volumes of water and its viability should contemplate medium reuse, aiming to reduce not only nutrient costs, but also environmental pollution, thus becoming a sustainable process. This work had as main objective the evaluation of A. platensis culture medium reuse through the physicochemical treatments flocculation and adsorption. Thus, this cyanobacterium was cultivated in tubular photobioreactor (PBR) by fed-batch and continuous processes at light intensity 120 µmol photons m-2 s-1 under pH control. Treatment techniques were developed for culture medium from fed-batch process to properly removal of organic matter (OM) and pigments (60 - 96 %), thus allowing its reuse in new cultures. A. platensis was cultivated in treated medium using Erlenmeyer flasks, with the evaluation of parameters such as maximum cell concentration (Xm), chlorophyll content (Chl) and protein content in dry biomass (PTN). For simultaneous flocculation and adsorption with powdered activated carbon (PAC), two flocculants were used: ferric chloride (F) and ferric sulfate (S), as well as different contact times. In the simultaneous process of F flocculation and PAC adsorption, optimum conditions were: PAC = 24.4 mg L-1 and F = 20.3 mg L-1 for 30.4 min contact time; results were: Xm = 4893 ± 33 mg L-1, Chl = 24.3 ± 0.1 mg g-1, PTN = 36.1 ± 0.6 %. Optimal conditions in the simultaneous process of S flocculation and PAC adsorption were: PAC = 40.0 mg L-1 and S = 32.8 mg L-1 for 36.1 min contact time; results were: Xm = 4863 ± 64 mg L-1, Chl = 24.5 ± 0.6 mg g-1, PTN = 60.1 ± 0.6 %. In the sequential process of F flocculation followed by adsorption with granular activated carbon (GAC), optimal conditions were reached at GAC = 108.4 g and F = 10.0 mg L-1 for 30.8 min of residence time, at which Xm = 3140 ± 77 mg L-1, Chl = 35.4 ± 0.2 mg g-1 and PTNPTN = 44.9 ± 0.0 % were obtained. Moreover, medium treated at each optimal condition were also tested in tubular PBRs, reaching values of Xm, Chl and PTN higher than those obtained with standard medium. Furthermore, the simultaneous process of cell cultivation in tubular PBR and continuous adsorption of spent cultivation medium through GAC column removed 51 - 79 % of OM and pigments. It was showed that 75 % of treated medium in the feed medium does not cause significant decrease in cell productivity (PX) and results were: steady-state cell concentration (Xs) = 1568 ± 15 mg L-1, PX = 941 mg L-1 d-1, PTN = 42.0 ± 0.6 %, with 65 % reduction in medium price. At last, it can be inferred that the use of physicochemical processes in medium treatment is feasible for reuse in A. platensis cultivation, including that in tubular PBR, leading to considerable increase in chlorophyll and protein contents of the biomass obtained with treated medium.

Arthrosphira (Spirulina) platensis apresenta substâncias de interesse nas indústrias alimentícia, farmacêutica e cosmética. A produção industrial envolve uma quantidade muito grande de água e sua viabilidade deve contemplar o reuso do meio, visando uma diminuição de custos com nutrientes, bem como da poluição ambiental, tornando-se assim um processo sustentável. O presente trabalho teve como objetivo principal a avaliação do reaproveitamento do meio no cultivo de A. platensis usando tratamentos físico-químicos de floculação e adsorção. Para tanto, tal cianobactéria foi cultivada em fotobiorreator (FBR) tubular em processos de batelada alimentada e contínuo em intensidade luminosa de 120 µmol fótons m-2 s-1, sob controle de pH. Foram desenvolvidas técnicas de tratamento de meio de cultivo proveniente de processo descontínuo alimentado de A. platensis para a remoção de matéria orgânica (MO) e pigmentos (60 - 96 %), permitindo assim seu reuso em novos cultivos. A. platensis foi cultivada nos meios tratados utilizando frascos Erlenmeyer, com avaliação de parâmetros como concentração celular máxima (Xm), conteúdo de clorofila-a (Chl) e conteúdo de proteína na biomassa seca (PTN). No processo simultâneo de floculação e adsorção com carvão ativado em pó (CAP), foram testados dois agentes floculantes, cloreto férrico (F) e sulfato férrico (S) bem como diferentes tempos de contato. No processo simultâneo de floculação com F e adsorção com CAP, as condições ótimas foram: CAP = 24,4 mg L-1 e F = 20,3 mg L-1durante 30,4 min de tempo de contato; com obtenção de: Xm = 4893 ± 33 mg L-1, Chl = 24,3 ± 0,1 mg g-1, PTN = 36,1 ± 0,6 %. As condições ótimas de tratamento simultâneo de floculação com S e adsorção com CAP foram: CAP = 40,0 mg L-1 e S = 32,8 mg L-1 durante 36,1 min de tempo de contato, com obtenção de: Xm = 4863 ± 64 mg L-1, Chl = 24,5 ± 0,6 mg g-1, PTN = 60,1 ± 0,6 %. No processo sequencial de floculação com F seguido de adsorção com carvão ativado granulado (CAG), as condições ótimas foram atingidas com: CAG = 108,4 g e F = 10,0 mg L-1 durante 30,8 min de tempo de residência; obtendo-se: Xm = 3140 ± 77 mg L-1, Chl = 35,4 ± 0,2 mg g-1, PTN = 44,9 ± 0,0 %. Adicionalmente, os meios tratados nessas condições ótimas de cada tratamento, também foram testados em FBR tubulares, atingindo valores de Xm, Chl e PTN maiores do que os obtidos com meio padrão. Além disso, o processo simultâneo de cultivo celular em FBR tubulares e adsorção contínua do meio de cultivo exaurido em coluna de CAG removeu 51 - 79 % de MO e pigmentos. Foi demonstrado que uma proporção de 75 % de meio tratado no meio de alimentação não produz diminuição significativa de produtividade celular (PX) e os resultados foram: concentração celular em estado estacionário (Xs) de 1568 ± 15 mg L-1, PX = 941 mg L-1 d-1, PTN = 42,0 ± 0,6 %, com diminuição de 65 % no custo de meio de cultivo. Por fim, conclui-se que é viável a utilização de processos físico-químicos no tratamento de meio a ser reaproveitado no cultivo de A. platensis, inclusive em FBR tubulares, com apreciável incremento de clorofila-a e proteínas na biomassa obtida em meio tratado. / Arthrospira (Spirulina) platensis have compounds of interest in the food, pharmaceutical and cosmetic industries. Industrial production involves high volumes of water and its viability should contemplate medium reuse, aiming to reduce not only nutrient costs, but also environmental pollution, thus becoming a sustainable process. This work had as main objective the evaluation of A. platensis culture medium reuse through the physicochemical treatments flocculation and adsorption. Thus, this cyanobacterium was cultivated in tubular photobioreactor (PBR) by fed-batch and continuous processes at light intensity 120 µmol photons m-2 s-1 under pH control. Treatment techniques were developed for culture medium from fed-batch process to properly removal of organic matter (OM) and pigments (60 - 96 %), thus allowing its reuse in new cultures. A. platensis was cultivated in treated medium using Erlenmeyer flasks, with the evaluation of parameters such as maximum cell concentration (Xm), chlorophyll content (Chl) and protein content in dry biomass (PTN). For simultaneous flocculation and adsorption with powdered activated carbon (PAC), two flocculants were used: ferric chloride (F) and ferric sulfate (S), as well as different contact times. In the simultaneous process of F flocculation and PAC adsorption, optimum conditions were: PAC = 24.4 mg L-1 and F = 20.3 mg L-1 for 30.4 min contact time; results were: Xm = 4893 ± 33 mg L-1, Chl = 24.3 ± 0.1 mg g-1, PTN = 36.1 ± 0.6 %. Optimal conditions in the simultaneous process of S flocculation and PAC adsorption were: PAC = 40.0 mg L-1 and S = 32.8 mg L-1 for 36.1 min contact time; results were: Xm = 4863 ± 64 mg L-1, Chl = 24.5 ± 0.6 mg g-1, PTN = 60.1 ± 0.6 %. In the sequential process of F flocculation followed by adsorption with granular activated carbon (GAC), optimal conditions were reached at GAC = 108.4 g and F = 10.0 mg L-1 for 30.8 min of residence time, at which Xm = 3140 ± 77 mg L-1, Chl = 35.4 ± 0.2 mg g-1 and PTNPTN = 44.9 ± 0.0 % were obtained. Moreover, medium treated at each optimal condition were also tested in tubular PBRs, reaching values of Xm, Chl and PTN higher than those obtained with standard medium. Furthermore, the simultaneous process of cell cultivation in tubular PBR and continuous adsorption of spent cultivation medium through GAC column removed 51 - 79 % of OM and pigments. It was showed that 75 % of treated medium in the feed medium does not cause significant decrease in cell productivity (PX) and results were: steady-state cell concentration (Xs) = 1568 ± 15 mg L-1, PX = 941 mg L-1 d-1, PTN = 42.0 ± 0.6 %, with 65 % reduction in medium price. At last, it can be inferred that the use of physicochemical processes in medium treatment is feasible for reuse in A. platensis cultivation, including that in tubular PBR, leading to considerable increase in chlorophyll and protein contents of the biomass obtained with treated medium.

A cianobactéria \' Spirulina platensis \' possui alto teor de proteína e vem sendo cultivada fotoautotroficamente para a produção de biomassa microbiana. Embora as fontes convencionais de nitrogênio utilizadas para a produção de Spirulina spp. sejam os nitratos, há a possibilidade do emprego de uréia, utilizando o processo descontínuo alimentado, com diminuição do custo de produção. O emprego do processo descontínuo alimentado repetitivo para o cultivo desta microalga utilizando a uréia como fonte de nitrogênio poderia facilitar os cultivos em escala de produção, pois não haveria a necessidade de preparo de inóculo para cada ciclo de produção, além de possibilitar o aumento da produtividade do sistema. Este trabalho tem o objetivo de verificar o comportamento do cultivo microbiano com este processo, visto que não foram encontrados na literatura tais estudos para o cultivo de \'S. platensis\'. Foi verificada a influência dos parâmetros fração de corte, tempo de alimentação de uréia e ciclos de cultivo neste tipo de processo, tendo como variáveis dependentes a concentração celular máxima (Xm), a produtividade em células (Px) e o fator de conversão de nitrogênio em células (Yx/n), bem como a composição protéica e lipídica da biomassa obtida. Os resultados obtidos permitem concluir que, de uma forma geral, uma fração de corte de 80% associada a um tempo de alimentação de 6 dias leva a melhores condições de cultivo com bons resultados nos três parâmetros cinéticos (em média, 2101 mg.L?¹, 219 mg.L?¹.d?¹ e 10,3 mg.mg?¹ para Xm, Px e Yx/n, respectivamente), que foram reprodutíveis ao longo de 3 ciclos. / \' Spirulina platensis \', with high protein content, can be cultivated photoautotrophically for the microbial biomass production. Although nitrates are the conventional source of nitrogen for the Spirulina spp. production, there is a possibility of the use of urea, in a fed-batch process, leading to a cost reduction. The application of repeated fed-batch process, using urea as nitrogen source, could propitiate the cultivation of this microorganism in a production scale, since it would not need to prepare the inoculum for each production cycle. Moreover, there is a possibility to improve the productivity of this process. The aim of this work was to verify the behavior of the microbial cultivation employing this process, since this kind of study for \' Spirulina platensis \' production was not found in literature. The influence of withdrawn rate, urea feeding time and cultivation cycles were studied, considering maximum cell concentration (Xm), cell productivity (Px), nitrogen-to-cell conversion (Yx/n), and protein and total fat contents as dependent variables. The results show that in general a 80% of withdrawn rate associated with 6 days of feeding time leads to the best cultivation conditions with satisfactory results of Xm, Px and Yx/n (2101 mg.L?¹, 219 mg.L?¹.d?¹ and 10.3 mg.mg?¹, in average, respectively), that could be reproduced through the three cycles.

Tyrimo problema: Pienininkystei Lietuvoje plėtoti sąlygos yra palankios, pienas žemės ūkio produkcijos struktūroje užima beveik ketvirtadalį, o pieno produktų eksportas sudaro apie penktadalį šalies žemės ūkio ir maisto produktų eksporto. Lietuvoje karvių produktyvumas artimas Lenkijos ir Latvijos karvių produktyvumui, tačiau nuo kitų Europos Sąjungos šalių karvių produktyvumas atsilieka 15 – 20 proc. Todėl norint konkuruoti pasaulinėse rinkose būtina atrasti patikimų būdų gerinti karvių pieno kokybės rodiklius, taip pat didinti primilžį. Darbo tikslas: ištirti melsvadumblio Spirulina Platensis įtaką pieno sudėties rodikliams. Šiam tikslui įgyvendinti keliami tokie darbo uždaviniai: 1. Ištirti Spirulina Platensis papildo vartojimo įtaką primilžiui. 2. Ištirti Spirulina Platensis papildo vartojimo įtaką pieno sudėties rodikliams. 3. Ištirti Spirulina Platensis papildo vartojimo įtaką somatinių ląstelių skaičiui piene. Atlikę bandymą 8-iuose Lietuvos rajonų ūkiuose nustatėme, kad karvių šėrime panaudojus Spirulina Platensis papildą, iš bandomosios grupės karvių per parą primelžta vidutiniškai 2,44 kg arba 14,2 proc., pieno daugiau, nei iš kontrolinės grupės karvių (p<0,05). Vartojant Spirulina Platensis papildą bandomosios karvių grupės pieno riebumas buvo nustatytas vidutiniškai 0,27 proc., mažesnis, nei kontrolinės karvių grupės (p<0,05), tačiau iš bandomosios karvių grupės per parą gaunama 0,07 kg daugiau pieno riebalų. Pieno baltymingumas bandomosios karvių grupės piene... [toliau žr. visą tekstą] / Research problem: The conditions of the dairy development are favorable in Lithuania. The milk production takes up nearly a quarter of the whole agriculture production and the export of dairy products is about one-fifth of the country agricultural and food export. Lithuanian cow productivity is close to the Polish and Latvian cow productivity, but is about 15 – 20 percent lower than in other European Union countries. Therefore, in order to compete in global markets, it is necessary to find ways to improve the quality of milk, as well as to increase the milk yield. Research purpose: To investigate the influence of the blue-green algae (Spirulina platensis) on the milk composition parameters. For this purpose there are the following tasks: 1. Investigationoftheinfluenceof Spirulina platensis onthemilkingyield. 2. Investigationoftheinfluenceof Spirulina platensis onthemilkcompositionparameters. 3. Investigationoftheinfluenceof Spirulina platensis ontheamountofsomaticcellsinmilk. After tests in eight Lithuanian farms, it was found that the use of Spirulina platensis additives in cow feeding increases the average of milk yield of about 2.44 kg or 14.2 percent in compare with the control group (p<0,05). Although the additives of Spirulina platensis reduces the fatness of cow milk of about 0.27 percent, but absolute amount of the milk fat increases of about 0.07 kg pro day. In the similar way, the milk protein in the test group was lower of about 0.14% than in the control groups... [to full text]

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:49:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1875577 bytes, checksum: 8b2d453c0474ff8dba0a6ee6ea4c099d (MD5) Previous issue date: 2010-09-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Spirulina platensis has been studied by presenting high protein content (50 70% of its weight), essential amino acids, vitamins (especially B12), minerals, and pigments (carotenoids, phycocyanin and chlorophyll), polyunsaturated fatty acids, including omega-3 fatty acids and other biologically active compounds. The objective of the present study was to develop a food product like macaroni fortified with S. platensis biomass for human consumption, with microbiological stability and satisfactory organoleptic and nutritional characteristics. To prepare the macaroni, tests were made to obtain biomass in two situations: photobioreactor and tank cultivation; being these harvested in exponential growth and stationary phase and dry in freeze dryer and adiabatic dryer. After considering the produced biomasses, the biomass cultivated in tank and harvested in the exponential growth phase and dried in the adiabatic dryer was used to elaborate the macaroni in three concentrations: 5, 10 and 15%. Analyses were realized for microbiological and physical-chemical parameters of S. platensis biomasses and macaroni. The elaborated macaroni was evaluated sensorially by a panel of 58 untrained panelists who performed sensory tests for acceptance and purchase intent for selection of the best formulation. The results obtained in the physical-chemical analyses of the biomass grown in the three situations showed that there is no significant difference between the centesimal composition of S. platensis for the content of protein, lipids, carbohydrates and calories, cultivated in photobioreactor and in tank or when the produced biomass was dried in freeze dryer or hothouse. For the biomass harvested in the exponential growth or stationary phase, as to composition, it was shown that there is an increase in the percentage of carbohydrates, lipids and ash and decrease in protein and calories content when the cyanobacteria is in the stationary phase. Based on the analysis of the macaroni‟s composition, it was observed that increasing the concentration of S. platensis in the formulations resulted in an increase in protein and minerals, and consequent increase in nutritional value. According to the sensorial evaluation results, the products had good acceptance, providing the formulation with 5.0% S. platensis score of like slightly , the same was also obtained by the one containing 15.0% and the formulation with 10.0% had a score of like moderately . The highest percentage of overall assessment was presented by the macaroni enriched with 10.0% of S. platensis, obtaining 93.10% of positive assessments. Therefore is possible to develop food products, like the macaroni added biomass of S. platensis, becoming another alimentary alternative with better nutritional characteristics and able to promote health benefits to the consumer. / A microalga Spirulina platensis tem sido objeto de estudo por apresentar elevado valor protéico (50 70 % de seu peso), aminoácidos essenciais, vitaminas (especialmente B12), sais minerais, além de pigmentos (carotenóides, ficocianinas e clorofilas), ácidos graxos poliinsaturados, incluindo os ácidos graxos ômega-3 e outros compostos biologicamente ativos. A presente pesquisa teve como objetivo elaborar um produto alimentício do tipo macarrão enriquecido com biomassa de S. platensis, destinado ao consumo humano, com estabilidade microbiológica e características nutricionais e organolépticas satisfatórias. Para a elaboração do macarrão foram realizados testes para obtenção de biomassa cultivada em duas situações: fotobiorreator e tanque; sendo estas colhidas em fase de crescimento exponencial ou estacionária e secas em liofilizador ou secador adiabático. Após analise das biomassas produzidas, utilizou-se a biomassa cultivada em tanque, colhida na fase de crescimento exponencial e seca em secador adiabático para a elaboração do macarrão em três concentrações: 5, 10 e 15 %. Foram realizadas análises quanto aos parâmetros microbiológicos e físico-químicos da biomassa de S. platensis e do macarrão. O macarrão elaborado foi avaliado sensorialmente por um painel de 58 provadores não treinados que realizaram testes sensoriais de aceitação e intenção de compra para seleção da melhor formulação. Os resultados obtidos nas análises físico-químicas da biomassa cultivada nas três situações demonstraram que não há diferença significativa entre a composição centesimal da S. platensis para os teores de proteínas, lipídios, carboidratos e calorias, cultivada em fotobiorreator e em tanque ou quando a biomassa produzida era seca em liofilizador ou estufa. Para a biomassa colhida na fase exponencial de crescimento ou na estacionária, quanto à composição centesimal, demonstrou-se que ocorre um aumento do percentual de carboidratos, lipídeos e resíduo mineral fixo e diminuição de proteína e calorias quando a cianobactéria se encontra na fase estacionária. Com base nos resultados da análise da composição centesimal do macarrão foi possível observar que o aumento da concentração de S. platensis nas formulações resultou em aumento no teor de proteínas e minerais, e consequente aumento do valor nutricional. De acordo com os resultados da avaliação sensorial, os produtos tiveram uma boa aceitação, apresentando a formulação com 5,0 % de S. platensis o escore de gostei ligeiramente , o mesmo também foi obtido pela que continha 15,0% e a formulação com 10,0% apresentou o escore de gostei moderadamente . O maior percentual de avaliação global foi apresentado pelo macarrão enriquecido com 10,0% de S. platensis obtendo 93,10% de avaliações positivas. Logo, é possível o desenvolvimento de produtos alimentícios, como o macarrão adicionado de biomassa de S. platensis, tornando-se, mais uma alternativa alimentar com melhores características nutricionais e podendo promover benefícios à saúde do consumidor.

SABOYA, Jefferson Pablo de Sousa. Teores de B-Caroteno e A-tocoferol presentes na microalga Spirulina (Arthrospira) Platensis cultivada com diferentes fotoperíodos. 2010. 78 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Engenharia de Pesca, Fortaleza-CE, 2010 / Submitted by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-07-15T13:25:10Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_jpssaboya.pdf: 817724 bytes, checksum: 130813d4a161223539bb04d6561eb17d (MD5) / Approved for entry into archive by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-07-15T13:25:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_jpssaboya.pdf: 817724 bytes, checksum: 130813d4a161223539bb04d6561eb17d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-15T13:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_jpssaboya.pdf: 817724 bytes, checksum: 130813d4a161223539bb04d6561eb17d (MD5) Previous issue date: 2010 / The microalga cyanophyceae Spirulina platensis has been commercialized and studied due to its high nutritional value. It has shown to be a rich source of a great variety of vitamins, minerals, proteins, polyunsaturated fatty acids, carotenoids, phycobilins, and polysaccharides that exhibit potential therapeutic properties. The aim of the present work was to evaluate the content of -carotene and -tocopherol in S. platensis cultivated in laboratory under different conditions of photoperiods. S. platensis was cultivated within six 20-liter reservoirs under four different illumination conditions. The first culture was grown under 8- hour light (L) and 16-hour dark (D) photoperiod; the second, 12 L and 12 D photoperiod; the third, 16 L and 8 D photoperiod, and the forth cultivation condition was constant illumination. The reservoirs were placed side by side in two wood chambers, where room temperature was kept at 28 ± 2°C with a cooler (220 V). The water surface illumination of 78.1 μE cm-2 s-1 was supplied by two 40-Watt fluorescent lamps. The cultures were monitored by spectrometry at 680 nm and by counting microalga filaments (trichomes) under an optical microscope. The simultaneous analysis of carotenoids and tocopherols was performed by high performance liquid chromatography in a Waters Spherisorb-Hichrom S5 ODS-2 (4.6 x 250 mm) column using MeOH:THF (90:10, v/v) as mobile phase, delivered at 1.5 mL min-1. The detector was set at 450 nm and 292 nm for carotenes and tocopherols, respectively. For the extraction of both compounds, three portions of 0.1 g lyophilized Spirulina were suspended in 10 mL methanol:MiliQ water (90:10, v/v). The mixture was homogenized with a 7% potassium hydroxide aqueous solution, brought to a water bath at 70°C for 30 min, for saponification, followed of partitioning into n-hexane which was evaporated to dryness. The residues were suspended in 1 mL methanol, and 100 μL aliquots were manually injected in the chromatographic system. -Carotene was detected in the biomass obtained from all the cultures and a-tocopherol was detected only in 8 L and 16 D and 12 L and 12 D photoperiods cultures. -Tocopherol, on the other hand, was not detected. The content of -carotene varied with illumination intensity and in the cultivation performed under constant illumination both maximum productivity and highest -carotene content were reached rapidly / A microalga cianofícea Spirulina platensis tem sido comercializada e estudada devido ao seu alto valor nutricional, possuindo vitaminas, minerais, proteínas, ácidos graxos poli-insaturados, carotenóides, ficobilinas e polissacarídeos com propriedades terapêuticas. O objetivo do presente trabalho foi avaliar os teores de -caroteno e -tocoferol presentes na microalga S. platensis cultivada em laboratório com diferentes fotoperíodos. A microalga S. platensis foi cultivada em seis aquários de 20 L sob quatro condições diferentes de iluminação. Um cultivo foi submetido a um fotoperíodo de 8 horas de luz (L) e 16 de escuro (E), o segundo a 12 L e 12 E, o terceiro a 16 L e 8 E e o último exposto a 24 h de iluminação constante. Os aquários foram dispostos lado a lado em duas incubadoras de madeira, com temperatura ambiente de mantida em 28 ± 2°C com auxílio de um “cooler” (220 V) e iluminância na superfície da água em torno de 78,1 μ E cm-2 s-1 fornecida por duas lâmpadas fluorescentes de 40 W. Os cultivos foram monitorados por espectrofotometria a 680 nm e pela contagem dos filamentos (tricomas) microalgais utilizando um microscópio óptico comum. A análise simultânea dos carotenos e tocoferóis foi realizada por cromatografia líquida de alta eficiência em uma coluna Waters Spherisorb-Hichrom S5 ODS-2 (4,6 x 250 mm) com uma fase móvel de MeOH: THF (90:10, v/v), fluxo de 1,5 mL min-1 e detecção a 450 nm e 292 nm, respectivamente. A extração de -caroteno foi realizada suspendendo-se 0,1 g de Spirulina liofilizada em 10 mL de metanol:água Milli-Q (90:10, v/v). Para a saponificação dos lipídios, a mistura foi homogeneizada com 7% de hidróxido de potássio, levada ao banhomaria a 70°C por 30 min e submetida à partição em n-hexano que foi evaporado. O resíduo foi suspenso em 1 mL de metanol e 100 μL foram injetados manualmente, em duplicata, no sistema cromatográfico. O -caroteno foi detectado na biomassa obtida de todos os cultivos e o -tocoferol apenas nos cultivos com fotoperíodos de 8 L e 16 E e de 12 L e 12 E, enquanto o -tocoferol não foi detectado. O teor de -caroteno variou de acordo com a intensidade luminosa e quando as culturas foram expostas a 24 h de iluminação constante, atingiram mais rapidamente a produtividade máxima e apresentaram o maior teor de -caroteno

Na presente pesquisa foi elaborada uma metodologia investigativa inerente aos efluentes de estaÃÃes de tratamento de esgotos no estado do CearÃ. Para esse estudo foram considerados padrÃes DBO (Demanda BioquÃmica de OxigÃnio), DQO (Demanda QuÃmica de OxigÃnio), SST (SÃlidos Suspensos Totais), CF (Coliformes Fecais), Temperatura, Compostos Nitrogenados (AmÃnia, FÃsforo, Nitrato) e pH, como os parÃmetros mais representativos, por serem usuais no monitoramento de ETEâs, conforme os patamares estabelecidos pelo CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente) e por legislaÃÃes estaduais SEMACE (SuperintendÃncia do Meio Ambiente do Estado do CearÃ). O principal objetivo foi elaborar uma metodologia investigativa à qualidade do tratamento de esgotos, bem como analisar a variabilidade das amostras efluentes, a confiabilidade, a estabilidade das estaÃÃes, classificar os efluentes quanto Ãs normas do Programa de PoluiÃÃo de Bacias HidrogrÃfica (PRODES) e analisar o impacto do polimento de efluentes utilizando microalgas do tipo Spirulina platensis. A metodologia foi a abordagem e a experimentaÃÃo, qualitativa e quantitativa de parÃmetros, compreendendo avaliaÃÃo da eficiÃncia, confiabilidade e estabilidade, que contribuiram para a aproximaÃÃo das sistemÃticas de projeto com alteraÃÃes das variÃveis referentes Ãs ETEâs. A avaliaÃÃo Ãs normas mostrou que as ETEs estudadas atingiram desempenhos irregulares, considerando os padrÃes de eficiÃncia e nÃveis de confianÃa rigorosos. TambÃm, foi verificado que, o mÃximo padrÃo atingido pelas EstaÃÃes cearenses se mostrou ser o nÃvel F, considerado de patamar mediano. Constatou-se ainda que, o polimento com microalgas promoveu um abatimento de 51,5%, 39,4% e 38,7% da carga de DQO, DBO e SST, respectivamente, com relaÃÃo ao efluente do esgoto tratado convencionalmente / In the present research was an elaborate investigative methodology inherent in effluent from sewage treatment plants in the State of CearÃ. For this study were considered patterns BOD (biochemical oxygen demand), COD (chemical oxygen demand), TSS (Total suspended solids), CF (faecal coliforms), temperature, Nitrogen Compounds (Ammonia, phosphorus, nitrate) and pH, as the most representative parameters, as usual in the monitoring of ETE's, as the levels established by CONAMA (National Environment Council) and by State laws SEMACE (supervision of the Environment of the State of CearÃ). The main objective is to elaborate a methodology research to quality of sewage treatment, as well as analyze the variability of the effluent samples, reliability, stability, sort the waste stations as Pollution program standards of Hydrographic Basins (PRODES) and analyze the impact of effluent polishing using microalgae like Spirulina platensis. The methodology was the approach and experimentation, qualitative and quantitative information, including evaluation of the efficiency, reliability and stability, which contributed to the rapprochement of systematic project with changes of variables concerning ETE ' s. The evaluation showed that the standards ETEs studied reached irregular performances, considering the standards of efficiency and strict confidence levels. Also, it was verified that the default maximum hit from Cearà Stations turned out to be the level F, considered median level. It was noted further that the polishing with microalgae promoted a reduction of 51.5%, 39.4% and 38.7% of the load of cod, BOD and TSS, respectively, with respect to the conventionally treated sewage effluent.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A aquicultura à uma das atividades produtoras de alimento que mais cresce a nÃvel mundial e o cultivo de camarÃes marinhos apresentou a maior taxa de crescimento mÃdia nos Ãltimos 50 anos. A busca por produÃÃo, muitas vezes, requer um incremento na densidade utilizada, levando os indivÃduos cultivados a condiÃÃes de estresse e ao surgimento de doenÃas oportunistas. O uso de imunoestimulantes na aquicultura, entre eles os polissacarÃdeos sulfatados (PS), tem resultado em um aumento na resistÃncia dos animais a patÃgenos e a situaÃÃes de estresse. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito dos PS de Spirulina platensis em pÃs-larvas (PLâs) e juvenis do camarÃo branco Litopenaeus vannamei, por meio de banhos de imersÃo. A administraÃÃo do PS para as PLâs de L. vannamei foi realizada nas concentraÃÃes de 0 (controle); 50; 100 e 200 mg L-1, duas horas antes da avaliaÃÃo da resistÃncia das mesmas ao teste do estresse salino. Os juvenis de L. vannamei foram expostos, durante trÃs horas, aos PS de S. platensis nas concentraÃÃes de 0 (controle); 60; 120 e 240 mg L-1 seguida da coleta da hemolinfa para a anÃlise dos seguintes imunoparÃmetros: contagem total (CTH) e diferencial (CDH) de hemÃcitos, concentraÃÃo protÃica no soro, atividade da fenoloxidase (PO), atividade da &#945;2-macroglobulina (&#945;2-M) e atividade hemaglutinante do soro. ApÃs o teste do estresse salino, foi observado que as PLâs expostas aos PS na concentraÃÃo de 100 mg L-1 apresentaram uma tendÃncia de maior sobrevivÃncia, mas nÃo houve diferenÃa significativa entre os tratamentos. Com relaÃÃo aos imunoparÃmetros, a CTH foi reduzida quando os animais foram expostos aos PS e nas concentraÃÃes mais altas a CTH voltou aos valores normais. Porem, nÃo houve diferenÃa significativa entre os tratamentos e o controle. No entanto, a diferenÃa significativa foi observada entre os tratamentos que foram expostos ao PS. O nÃmero de hemÃcitos granulares (HG) apresentou uma tendÃncia de queda na concentraÃÃo de 60 mg L-1 e, com o incremento da concentraÃÃo de PS, os valores de HG tambÃm tenderam a aumentar, porÃm nÃo houve diferenÃas significativas em relaÃÃo ao controle. No entanto, foi observada diferenÃa significativa entre as contagens de HG nas concentraÃÃes de 60 e 240 mg L-1. A atividade da PO foi significativamente reduzida na concentraÃÃo de 60 mg L-1 o que pode estar relacionado ao baixo valor de CTH como tambÃm à elevada atividade do inibidor de protease &#945;2-M. A atividade da PO voltou a ser semelhante à obtida no controle com o aumento da concentraÃÃo de PS para 120 mg L-1 e foi novamente reduzida na maior concentraÃÃo (240 mg L-1). A atividade do inibidor de protease &#945;2-M foi significativamente elevada quando os animais foram expostos aos PS nas concentraÃÃes de 60 e 240 mg L-1, enquanto essa atividade se manteve semelhante ao controle na concentraÃÃo de 120 mg L-1. Dessa forma, nÃo houve necessidade de regulaÃÃo do sistema proPO, quando os camarÃes foram expostos à concentraÃÃo intermediÃria dos PS de S. platensis. A administraÃÃo dos PS de S. platensis aos camarÃes L. vannamei foi capaz de modular a resposta imunolÃgica desses animais de maneira diferente, dependendo da concentraÃÃo utilizada. Com a realizaÃÃo deste experimento pode-se concluir que a concentraÃÃo intermediÃria de 120 mg L-1 foi a mais eficiente, jà que manteve os nÃveis de hemÃcitos circulantes e as atividades basais da PO e &#945;2-M. / Aquaculture is the food-producing activity that presented the fastest grow the worldwide and the cultivation of marine shrimps had the highest average growth rate over the past 50 years. The search for growing up the production, obtained through the increase on the density, carrying the animals on condition stress and the appearance of diseases. The use of immunostimulants on aquaculture, like the sulfated polysaccharides (SP), resulted in an enhancement of the animalâs resistance against pathogenic microorganism and stress situations. The aim of this study was to evaluate the effect of the SP of Spirulina platensis in post-larvae (PL's) and juvenile of the white shrimp Litopenaeus vannameithrou gh immersion baths. The administration of the SP to L. vannameiâs PL's was performedat concentrations of 0 (control), 50, 100 and 200 mg L-1, two hours before the evaluation of their resistance to the salt stress test. The juveniles of L. vannamei were exposed for three hours to the SP of S. platensisat concentrations of 0 (control), 60, 120 and 240 mg L-1 followed by a hemolymph collection for analysis of the following immune parameters: haemocytes total (THC) and differential (DHC) counts, serum protei n concentration, activity of phenoloxidase (PO), activity of &#945;2-macroglobulin (&#945;2-M) and serum hemagglutinating activity. After the salt stress test it was observed that the PLâs that were exposed to the SP at a concentration of 100 mg L -1 showed a tendency of a higher survival rate but there was not any significant difference between the treatments. Regarding the immune parameters, THC was reduced when the animals were exposed to the SP, while the exposure of shrimp to higher concentrations of PS resulted in normal values of the THC. However, no significant differen cebetween treatments and control. But, the significant difference(p&#8804;0.05) was observed between the treatments that were exposed to PS. The number of granular haemocytes (GH) showed adownward trend in the concentration of 60 mg L -1 and, with increasing concentration of SP, the values of HG also tended to increase, but without significant differences compared to that of the control. However, significant differences were observed between the number of HG at concentrations of 60 and 240 mg L - 1. The PO activity was significantly reducedat a concentration of 60 mg L - 1 which may be related to the low value of THC as well as the high activity of the protease inhibitor &#945;2 -M. The PO activity was again similar to that obtained in control with increasing concentration of SP to 120 mg L -1 and was further reduced in the highest concentration (240mg L-1). The activity of the protease inhibitor &#945;2-M was significantly higher when the shrimps were exposed at concentrations of 60 e 240 mg L -1, while this activity was similar to that of control at a concentration of 120 mg L -1. Thus, there was no need for regulation of the proPO system, when the shrimp were exposed to an intermediate concentration of SP of S. platensis. The administration of SP of S. platensis to shrimps L. vannamei was able to modulate the immune response of these animals in different forms depending on the concentration used. So analyzing the results it is possibl e to conclude that the intermediate concentration of 120 mg L -1 was the most efficient, since it maintained the levels of circulating hemocytes and the basal activities of PO and &#945; 2 -M.