A microalga marinha Dunaliella tertiolecta é um microrganismo unicelular fotossintético capaz de fixar dióxido de carbono da atmosfera e proveniente de gases de exaustão industrial e utilizá-lo como única fonte de carbono para o aumento da biomassa. Enquanto isso, além de biomassa, também é capaz de produzir quantidades consideráveis de carotenoides e lipídios, entre outras substâncias de grande interesse para indústrias alimentícias e farmacêuticas que buscam a utilização cada vez maior de compostos de fontes naturais em suas formulações. Neste trabalho foram estudados os efeitos da salinidade do meio (em concentração molar de NaCl), da temperatura, da intensidade de luz, da fonte e concentração de nitrogênio no cultivo da D. tertiolecta em fotobiorreator airlift, buscando o aumento na produção de biomassa, carotenoides e lipídios, bem como representar matematicamente este bioprocesso. Inicialmente, a influência da temperatura e da concentração salina foi estudada através de experimentos com meio de cultura f/2 padrão, com diferentes concentrações salinas. A temperatura e a concentração salina influenciaram de forma diferente os resultados obtidos. A temperatura teve forte influência na produção de biomassa, na biofixação de dióxido de carbono e na produção de lipídios pelas células. Por outro lado, a salinidade teve forte influência na produção dos carotenoides. A partir da avaliação e combinação dos resultados, foram determinadas as condições apropriadas de temperatura e salinidade do meio para maior produção de biomassa, lipídios e carotenoides simultaneamente: 28 °C e 0,715 M de NaCl. Seis carotenoides foram identificados por CLAE no extrato de D. tertiolecta: transluteína, trans-β-caroteno, trans-zeaxantina, trans-anteraxantina, trans-neoxantina e 9-cis-β-caroteno. Os carotenoides trans-luteína, trans-β-caroteno e trans-zeaxantina foram quantificados. As maiores quantidades de luteína, β-caroteno e zeaxantina obtidas nos experimentos foram, respectivamente, 1315 ± 36 μg g-1, 732 ± 51 μg g-1 e 244 ± 76 μg g-1. A partir destes resultados, cultivos foram realizados variando-se intensidade de luz e fonte e concentração de nitrogênio a fim de determinar a influência destes parâmetros. A intensidade de luz de 17,5 klx e concentração inicial de nitrato de sódio de 300 mg L-1 resultou nas maiores produtividades de biomassa (0,176 ± 0,005 g L-1 d-1), carotenoides (0,738 ± 0,038 mg L-1 d-1) e lipídios (16,68 ± 1,50 mg L-1 d-1). Os dados experimentais desses cultivos foram utilizados na etapa de estimação de parâmetros. Em comparação com modelos relatados na literatura, os modelos propostos apresentaram melhor ajuste para diferentes concentrações de nitrato de sódio testadas, com reduzido número de parâmetros. / The marine microalgae Dunaliella tertiolecta is a unicellular photosynthetic microorganism that can fix carbon dioxide from the atmosphere and from industrial exhaust gases, using it as the solely carbon source to increase biomass. Meanwhile, more than biomass, this microorganism also can produce great amounts of carotenoids, lipids and other substances of interest to pharmaceutical and food industries that seek to increase the use of compounds derived from natural sources in their formulations. In this work, the effects of medium salinity (in molar concentration of NaCl), temperature, light intensity and nitrogen source and concentration over the cultivation of D. tertiolecta in an airlift photobioreactor were studied aiming the increase of biomass, carotenoids and lipids production, as well the development of a mathematical model for this bioprocess. Initially, the influence of temperature and salt concentration was studied by experiments with standard f/2 culture medium, with different salt concentrations. Temperature and salt concentration differently affected the results. Temperature had a strong effect on biomass production, carbon dioxide biofixation and lipid production by the cells. On the other hand, salinity showed strong effect on carotenoid production. The appropriate temperature and medium salinity to increase simultaneously biomass, lipids and carotenoids was 28 °C and 0.715 M NaCl. Six carotenoids were identified in the extract of D. tertiolecta by HPLC: all-trans-lutein, all-trans-β-carotene, alltrans- zeaxanthin, all-trans-antheraxanthin, all-trans-neoxanthin and 9-cis-β-carotene. The carotenoids all-trans-lutein, all-trans-β-carotene and all-trans-zeaxanthin were quantified. The highest amount of lutein, β-carotene and zeaxanthin reached in the experiments were 1315 ± 36 μg g-1, 732 ± 51 μg g-1 and 244 ± 76 μg g-1, respectively. From these results, cultures were performed by varying light intensity and nitrogen source and concentration to determine the influence of these parameters. A light intensity of 17.5 klx and initial sodium nitrate concentration of 300 mg L-1 resulted in the highest biomass (0.176 ± 0.005 g L-1 d-1), carotenoid (0.738 ± 0.038 g L-1 d-1) and lipid (16.68 ± 1.50 g L-1 d-1) productivities. The experimental data of these cultures were used for parameter estimation. Compared to earlier models reported in the literature, the proposed models showed better fitting for different sodium nitrate concentrations tested with reduced number of parameters.

A microalga marinha Dunaliella tertiolecta é um microrganismo unicelular fotossintético capaz de fixar dióxido de carbono da atmosfera e proveniente de gases de exaustão industrial e utilizá-lo como única fonte de carbono para o aumento da biomassa. Enquanto isso, além de biomassa, também é capaz de produzir quantidades consideráveis de carotenoides e lipídios, entre outras substâncias de grande interesse para indústrias alimentícias e farmacêuticas que buscam a utilização cada vez maior de compostos de fontes naturais em suas formulações. Neste trabalho foram estudados os efeitos da salinidade do meio (em concentração molar de NaCl), da temperatura, da intensidade de luz, da fonte e concentração de nitrogênio no cultivo da D. tertiolecta em fotobiorreator airlift, buscando o aumento na produção de biomassa, carotenoides e lipídios, bem como representar matematicamente este bioprocesso. Inicialmente, a influência da temperatura e da concentração salina foi estudada através de experimentos com meio de cultura f/2 padrão, com diferentes concentrações salinas. A temperatura e a concentração salina influenciaram de forma diferente os resultados obtidos. A temperatura teve forte influência na produção de biomassa, na biofixação de dióxido de carbono e na produção de lipídios pelas células. Por outro lado, a salinidade teve forte influência na produção dos carotenoides. A partir da avaliação e combinação dos resultados, foram determinadas as condições apropriadas de temperatura e salinidade do meio para maior produção de biomassa, lipídios e carotenoides simultaneamente: 28 °C e 0,715 M de NaCl. Seis carotenoides foram identificados por CLAE no extrato de D. tertiolecta: transluteína, trans-β-caroteno, trans-zeaxantina, trans-anteraxantina, trans-neoxantina e 9-cis-β-caroteno. Os carotenoides trans-luteína, trans-β-caroteno e trans-zeaxantina foram quantificados. As maiores quantidades de luteína, β-caroteno e zeaxantina obtidas nos experimentos foram, respectivamente, 1315 ± 36 μg g-1, 732 ± 51 μg g-1 e 244 ± 76 μg g-1. A partir destes resultados, cultivos foram realizados variando-se intensidade de luz e fonte e concentração de nitrogênio a fim de determinar a influência destes parâmetros. A intensidade de luz de 17,5 klx e concentração inicial de nitrato de sódio de 300 mg L-1 resultou nas maiores produtividades de biomassa (0,176 ± 0,005 g L-1 d-1), carotenoides (0,738 ± 0,038 mg L-1 d-1) e lipídios (16,68 ± 1,50 mg L-1 d-1). Os dados experimentais desses cultivos foram utilizados na etapa de estimação de parâmetros. Em comparação com modelos relatados na literatura, os modelos propostos apresentaram melhor ajuste para diferentes concentrações de nitrato de sódio testadas, com reduzido número de parâmetros. / The marine microalgae Dunaliella tertiolecta is a unicellular photosynthetic microorganism that can fix carbon dioxide from the atmosphere and from industrial exhaust gases, using it as the solely carbon source to increase biomass. Meanwhile, more than biomass, this microorganism also can produce great amounts of carotenoids, lipids and other substances of interest to pharmaceutical and food industries that seek to increase the use of compounds derived from natural sources in their formulations. In this work, the effects of medium salinity (in molar concentration of NaCl), temperature, light intensity and nitrogen source and concentration over the cultivation of D. tertiolecta in an airlift photobioreactor were studied aiming the increase of biomass, carotenoids and lipids production, as well the development of a mathematical model for this bioprocess. Initially, the influence of temperature and salt concentration was studied by experiments with standard f/2 culture medium, with different salt concentrations. Temperature and salt concentration differently affected the results. Temperature had a strong effect on biomass production, carbon dioxide biofixation and lipid production by the cells. On the other hand, salinity showed strong effect on carotenoid production. The appropriate temperature and medium salinity to increase simultaneously biomass, lipids and carotenoids was 28 °C and 0.715 M NaCl. Six carotenoids were identified in the extract of D. tertiolecta by HPLC: all-trans-lutein, all-trans-β-carotene, alltrans- zeaxanthin, all-trans-antheraxanthin, all-trans-neoxanthin and 9-cis-β-carotene. The carotenoids all-trans-lutein, all-trans-β-carotene and all-trans-zeaxanthin were quantified. The highest amount of lutein, β-carotene and zeaxanthin reached in the experiments were 1315 ± 36 μg g-1, 732 ± 51 μg g-1 and 244 ± 76 μg g-1, respectively. From these results, cultures were performed by varying light intensity and nitrogen source and concentration to determine the influence of these parameters. A light intensity of 17.5 klx and initial sodium nitrate concentration of 300 mg L-1 resulted in the highest biomass (0.176 ± 0.005 g L-1 d-1), carotenoid (0.738 ± 0.038 g L-1 d-1) and lipid (16.68 ± 1.50 g L-1 d-1) productivities. The experimental data of these cultures were used for parameter estimation. Compared to earlier models reported in the literature, the proposed models showed better fitting for different sodium nitrate concentrations tested with reduced number of parameters.

A microalga marinha Dunaliella tertiolecta é um microrganismo unicelular fotossintético capaz de fixar dióxido de carbono da atmosfera e proveniente de gases de exaustão industrial e utilizá-lo como única fonte de carbono para o aumento da biomassa. Enquanto isso, além de biomassa, também é capaz de produzir quantidades consideráveis de carotenoides e lipídios, entre outras substâncias de grande interesse para indústrias alimentícias e farmacêuticas que buscam a utilização cada vez maior de compostos de fontes naturais em suas formulações. Neste trabalho foram estudados os efeitos da salinidade do meio (em concentração molar de NaCl), da temperatura, da intensidade de luz, da fonte e concentração de nitrogênio no cultivo da D. tertiolecta em fotobiorreator airlift, buscando o aumento na produção de biomassa, carotenoides e lipídios, bem como representar matematicamente este bioprocesso. Inicialmente, a influência da temperatura e da concentração salina foi estudada através de experimentos com meio de cultura f/2 padrão, com diferentes concentrações salinas. A temperatura e a concentração salina influenciaram de forma diferente os resultados obtidos. A temperatura teve forte influência na produção de biomassa, na biofixação de dióxido de carbono e na produção de lipídios pelas células. Por outro lado, a salinidade teve forte influência na produção dos carotenoides. A partir da avaliação e combinação dos resultados, foram determinadas as condições apropriadas de temperatura e salinidade do meio para maior produção de biomassa, lipídios e carotenoides simultaneamente: 28 °C e 0,715 M de NaCl. Seis carotenoides foram identificados por CLAE no extrato de D. tertiolecta: transluteína, trans-β-caroteno, trans-zeaxantina, trans-anteraxantina, trans-neoxantina e 9-cis-β-caroteno. Os carotenoides trans-luteína, trans-β-caroteno e trans-zeaxantina foram quantificados. As maiores quantidades de luteína, β-caroteno e zeaxantina obtidas nos experimentos foram, respectivamente, 1315 ± 36 μg g-1, 732 ± 51 μg g-1 e 244 ± 76 μg g-1. A partir destes resultados, cultivos foram realizados variando-se intensidade de luz e fonte e concentração de nitrogênio a fim de determinar a influência destes parâmetros. A intensidade de luz de 17,5 klx e concentração inicial de nitrato de sódio de 300 mg L-1 resultou nas maiores produtividades de biomassa (0,176 ± 0,005 g L-1 d-1), carotenoides (0,738 ± 0,038 mg L-1 d-1) e lipídios (16,68 ± 1,50 mg L-1 d-1). Os dados experimentais desses cultivos foram utilizados na etapa de estimação de parâmetros. Em comparação com modelos relatados na literatura, os modelos propostos apresentaram melhor ajuste para diferentes concentrações de nitrato de sódio testadas, com reduzido número de parâmetros. / The marine microalgae Dunaliella tertiolecta is a unicellular photosynthetic microorganism that can fix carbon dioxide from the atmosphere and from industrial exhaust gases, using it as the solely carbon source to increase biomass. Meanwhile, more than biomass, this microorganism also can produce great amounts of carotenoids, lipids and other substances of interest to pharmaceutical and food industries that seek to increase the use of compounds derived from natural sources in their formulations. In this work, the effects of medium salinity (in molar concentration of NaCl), temperature, light intensity and nitrogen source and concentration over the cultivation of D. tertiolecta in an airlift photobioreactor were studied aiming the increase of biomass, carotenoids and lipids production, as well the development of a mathematical model for this bioprocess. Initially, the influence of temperature and salt concentration was studied by experiments with standard f/2 culture medium, with different salt concentrations. Temperature and salt concentration differently affected the results. Temperature had a strong effect on biomass production, carbon dioxide biofixation and lipid production by the cells. On the other hand, salinity showed strong effect on carotenoid production. The appropriate temperature and medium salinity to increase simultaneously biomass, lipids and carotenoids was 28 °C and 0.715 M NaCl. Six carotenoids were identified in the extract of D. tertiolecta by HPLC: all-trans-lutein, all-trans-β-carotene, alltrans- zeaxanthin, all-trans-antheraxanthin, all-trans-neoxanthin and 9-cis-β-carotene. The carotenoids all-trans-lutein, all-trans-β-carotene and all-trans-zeaxanthin were quantified. The highest amount of lutein, β-carotene and zeaxanthin reached in the experiments were 1315 ± 36 μg g-1, 732 ± 51 μg g-1 and 244 ± 76 μg g-1, respectively. From these results, cultures were performed by varying light intensity and nitrogen source and concentration to determine the influence of these parameters. A light intensity of 17.5 klx and initial sodium nitrate concentration of 300 mg L-1 resulted in the highest biomass (0.176 ± 0.005 g L-1 d-1), carotenoid (0.738 ± 0.038 g L-1 d-1) and lipid (16.68 ± 1.50 g L-1 d-1) productivities. The experimental data of these cultures were used for parameter estimation. Compared to earlier models reported in the literature, the proposed models showed better fitting for different sodium nitrate concentrations tested with reduced number of parameters.

A bixina é o principal pigmento presente nas sementes de urucum, é formada de 25 carbonos (9 duplas ligações), absorve luz na região do UV-visível, apresenta capacidade de desativação de oxigênio singlete e espécies reativas de oxigênio. Entretanto, apresenta baixa solubilidade em água, e assim como outros carotenoides, a bixina é instável na presença de oxigênio singlete e altas temperaturas. De modo a aumentar a estabilidade e solubilidade de alguns compostos, são empregadas técnicas, tais como o encapsulamento, que consiste no recobrimento do composto por um agente encapsulante, produzindo partículas. A maioria dos estudos de encapsulamento de carotenoides se dedica a produção de micropartículas e nanopartículas de β-caroteno e até o momento nenhum estudo se dedicou a produção de nanocápsulas de bixina. As nanocápsulas (BIX-LNC) foram produzidas pela técnica de deposição interfacial do polímero poly-ɛ-caprolactone (PCL). A formulação de nanocápsulas foi caracterizadas em termos dos parâmetros de diâmetro médio, potencial zeta, concentração de bixina, eficiência de encapsulamento, viscosidade, pH e cor. Foi avaliada a estabilidade das nanocápsulas durante armazenamento em temperatura ambiente e durante experimentos de fotossensitização a 5, 15 e 25 °C, utilizando rosa de bengala como sensitizador em condições de saturação com ar e nitrogênio (N2) durante 300 minutos, além de avaliação durante aquecimento a 65, 80 e 95 °C na ausência de luz durante 120 minutos. Ambos os experimentos de sensitização e aquecimento foram realizados em sistema-modelo de Etanol:água (2:8). O tamanho das BIX-LNC estava distribuído em um perfil monomodal, com diâmetro médio (z-average) de 199 ± 1,8 nm, índice de polidispersão de 0,12 ± 0,01, diâmetro (D4,3) de 195 ± 26 nm e span de 1,4 ± 0,1. As BIX-LNC foram obtidas com aproximadamente 100 % de eficiência de encapsulamento e teor de 16.92 ± 0.16 μg/ ml. A suspensão BIX-LNC foi classificada como um fluido newtoniano, com viscosidade de 11,4 ± 0,24 mPas e apresentou pH de 5,89 ± 0,70 e potencial zeta de -14,45 ± 0,92 mV. Durante o armazenamento, as BIX-LNC foram consideradas estáveis por não apresentarem alterações significativas no diâmetro médio e no potencial zeta (p< 0,05). Após 119 dias de armazenamento, o teor residual de bixina foi de 45,7 ± 1,1% em relação ao inicial. A degradação bixina livre e nas BIX-LNC obedeceu durante a fotossensitização e aquecimento a uma cinética de degradação de primeira ordem com um coeficiente médio de correlação R2 acima de 0,99. Durante a fotossensitização, a bixina livre apresentou energia de ativação de 7,09 e 8,96 kcal/mol nas condições de saturação com ar e N2, respectivamente, e a bixina encapsulada (BIX-LNC) apresentou energia de ativação de 11,48 e 16,31 kcal/mol nas condições de saturação com ar e N2, respectivamente. Nos experimentos de aquecimento, a bixina livre e encapsulada (BIX-LNC) apresentaram energia de ativação de 15,06 e 23,81 kcal/mol, respectivamente. O encapsulamento demonstrou ser uma técnica adequada para aumentar a solubilidade aparente da bixina em meios aquosos, comprovado pela eficiência de encapsulamento. Além disso, os resultados dos experimentos demonstraram que o encapsulamento promoveu o aumento da estabilidade da bixina durante fotossensitização e aquecimento em sistema modelo de etanol:água (2:8). / Bixin is the main pigment found in annatto seeds, is formed by 25 carbons (with 9 conjugated double bonds), absorbs light in the UV-visible range and deactivates singlet oxygen and reactive oxygen species. Although, bixin is poor-water soluble and like other carotenoids, is unstable in the presence of singlet oxygen and high temperatures. To provide stability, bioavailability and solubility, are applied some strategies, such as the encapsulation technique, which consists of coating a compound with an encapsulating agent to produce particles. Most studies of encapsulated carotenoids concerned the production of microparticles and nanoparticles of β-carotene, although, up to now, no studies have been published concerning the production of bixin nanocapsules and evaluation of their stability. In the present work, the bixin nanocapsules (BIX-LNC) were produced by the technique of interfacial deposition of the preformed polymer poly-ɛ-caprolactone (PCL). The BIX-LNC formulation was characterized for the parameters of mean diameter, zeta potential, bixin concentration, encapsulation efficiency, viscosity, pH and color. The stability of the BIXLNC was evaluate during 119 days of storage at 25 ± 1 ° C and during photosensitization at 5, 15 and 25 °C using rose bengal as the sensitizer in air- and N2 saturated conditions during 300 minutes, and during heating at 65, 80 e 95 °C in the absence of light during 120 minutes. Both experiments were carried out using a model system of ethanol:water (2:8). The nanocapsules obtained in this study were distributed in a monomodal profile with a mean diameter (z-average) of 199 ± 1.8 nm, a polydispersity index of 0.12 ± 0.01, a volume-weighted mean diameter (D4,3) of 195 ± 27 nm and span value of 1.4 ± 0.1. The BIX-LNC were obtained with an encapsulation efficiency approximately of 100 % and concentration of 16.92 μg bixin/ mL. The BIX-LNC suspension was classified as a Newtonian fluid with viscosity of 11.4 mPas ± 0.24, a pH of 5.89 ± 0.70 and a zeta potential of -14.45 ± 0.92 mV. No significant changes (p <0.05) were observed in the mean diameter and zeta potential during 119 days and in the end of the storage. In the end of the storage, 45.7 ± 1.1% of the initial bixin content was found. The bixin loss in the BIX-LNC during photosensitization and heating followed a first-order kinetic decay with an average coefficient correlation R2 greater than 0.99. During photosensitization the free bixin loss had an activation energy of 7.09 and 8.96kca/mol in air and N2-saturated conditions, respectively, and the encapsulated bixin (BIX-LNC) had an activation energy of 15.06 and 23.81 kcal/mol, respectively in the same conditions. Encapsulation showed to be a suitable technique to increase the apparent solubility of bixin in a aqueous media. Moreover, the experiments showed that encapsulation increased the stability of bixin in an aqueous medium during photosensitization and heating.

Microalgas são conhecidas como excelentes fontes de lipídeos, vitaminas e carotenoides. Contudo, os métodos de extração de compostos intracelulares tradicionais são dispendiosos e não têm se mostrado eficientes. Assim, o desenvolvimento de métodos de extração com maior rendimento e com a substituição de solventes tóxicos por solventes ambientalmente amigáveis se torna essencial para viabilizar a produção em grande escala de produtos derivados das microalgas. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a utilização de campo elétrico moderado (MEF) na extração de carotenoides e lipídeos a partir da microalga Chlorella sp.. Para tanto, foram estudadas diferentes tensões (0-180 V) numa etapa de pré-tratamento de extração. Além disso, o presente trabalho também avaliou a utilização de etanol como solvente de extração; foi avaliada uma concentração fixa de 25 % (v/v) durante a etapa de pré-tratamento em presença de campo elétrico moderado e diferentes concentrações de etanol numa etapa difusiva (25-75 %, v/v). Ainda, este trabalho avaliou a utilização do método sulfo-phospho-vanilina (SPV) como método de quantificação de lipídeos totais em microalgas. Os resultados mostraram que a extração de carotenoides teve influência significativa (p < 0,05) da aplicação de MEF e da concentração de etanol (%), sendo observado um efeito positivo e combinado de ambas as variáveis avaliadas. Esse resultado se deve, possivelmente, ao efeito que o MEF exerceu sobre os cloroplastos; acredita-se que a aplicação de campo elétrico promoveu a eletroporação reversível das membranas dos cloroplastos, favorecendo a extração de carotenoides. Em contrapartida, somente a concentração de etanol apresentou efeito significativo positivo na extração de lipídeos. Dessa forma, a permeabilização reversível da membrana celular não contribuiu para um aumento da extração de lipídeos. Vale enfatizar que, utilizando a tecnologia de MEF, um processo de baixa demanda energética, e etanol, um solvente ambientalmente amigável obteve-se uma extração de até 73 e 83 % de carotenoides e lipídeos, respectivamente. Ainda, o método SPV utilizado para quantificação de lipídeos totais em microalgas, se mostrou uma metodologia simples, rápida e adequada para quantificação de lipídeos em microalgas. / Microalgae are known as good sources of lipids, vitamins and carotenoids. The intracellular compounds extraction methods are time consuming and, in some cases, inefficients. Therefore, the development of new extraction methodologies is important to enable large scale extraction of compounds of interest derived from microalgae. The aim of the present work was to evaluate moderate electric field (MEF) application on lipid and carotenoid extraction from the microalgae Chlorella sp.. For this purpose, voltage was evaluated on a pre-treatment, varying from 0 to 180 V. Also, ethanol was evaluated as extraction solvent during the pre-treatment in the presence of MEF (25%, v/v) and during the diffusive step, at concentrations varying from 25 to 75 %, (v/v). Moreover, this work evaluated sulfo-phospho-vanillin method (SPV) as a total lipid quantification method in microalgae. The results showed that MEF and ethanol concentration significantly influenced (p < 0.05) carotenoid extraction, and a positive combined effect of both variables was observed. It is believed that, MEF promoted reversible electroporation of the cellular and chloroplast membranes. MEF possibly promoted an elongation on chloroplasts structure, which contributed to the increase on carotenoid extraction. On the other hand, only the ethanol concentration showed a positive effect on lipid extraction. In this case, the reversible electroporation on cellular membrane was not sufficient to increase lipid extraction. It is important to point out that the application of MEF and ethanol, an environmentally friendly solvent, promoted an extraction yield of up to 73 and 80 % of carotenoid and lipids, respectively. Also, SPV method showed to be an attractive fast lipid quantification method.

Microalgas são conhecidas como excelentes fontes de lipídeos, vitaminas e carotenoides. Contudo, os métodos de extração de compostos intracelulares tradicionais são dispendiosos e não têm se mostrado eficientes. Assim, o desenvolvimento de métodos de extração com maior rendimento e com a substituição de solventes tóxicos por solventes ambientalmente amigáveis se torna essencial para viabilizar a produção em grande escala de produtos derivados das microalgas. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a utilização de campo elétrico moderado (MEF) na extração de carotenoides e lipídeos a partir da microalga Chlorella sp.. Para tanto, foram estudadas diferentes tensões (0-180 V) numa etapa de pré-tratamento de extração. Além disso, o presente trabalho também avaliou a utilização de etanol como solvente de extração; foi avaliada uma concentração fixa de 25 % (v/v) durante a etapa de pré-tratamento em presença de campo elétrico moderado e diferentes concentrações de etanol numa etapa difusiva (25-75 %, v/v). Ainda, este trabalho avaliou a utilização do método sulfo-phospho-vanilina (SPV) como método de quantificação de lipídeos totais em microalgas. Os resultados mostraram que a extração de carotenoides teve influência significativa (p < 0,05) da aplicação de MEF e da concentração de etanol (%), sendo observado um efeito positivo e combinado de ambas as variáveis avaliadas. Esse resultado se deve, possivelmente, ao efeito que o MEF exerceu sobre os cloroplastos; acredita-se que a aplicação de campo elétrico promoveu a eletroporação reversível das membranas dos cloroplastos, favorecendo a extração de carotenoides. Em contrapartida, somente a concentração de etanol apresentou efeito significativo positivo na extração de lipídeos. Dessa forma, a permeabilização reversível da membrana celular não contribuiu para um aumento da extração de lipídeos. Vale enfatizar que, utilizando a tecnologia de MEF, um processo de baixa demanda energética, e etanol, um solvente ambientalmente amigável obteve-se uma extração de até 73 e 83 % de carotenoides e lipídeos, respectivamente. Ainda, o método SPV utilizado para quantificação de lipídeos totais em microalgas, se mostrou uma metodologia simples, rápida e adequada para quantificação de lipídeos em microalgas. / Microalgae are known as good sources of lipids, vitamins and carotenoids. The intracellular compounds extraction methods are time consuming and, in some cases, inefficients. Therefore, the development of new extraction methodologies is important to enable large scale extraction of compounds of interest derived from microalgae. The aim of the present work was to evaluate moderate electric field (MEF) application on lipid and carotenoid extraction from the microalgae Chlorella sp.. For this purpose, voltage was evaluated on a pre-treatment, varying from 0 to 180 V. Also, ethanol was evaluated as extraction solvent during the pre-treatment in the presence of MEF (25%, v/v) and during the diffusive step, at concentrations varying from 25 to 75 %, (v/v). Moreover, this work evaluated sulfo-phospho-vanillin method (SPV) as a total lipid quantification method in microalgae. The results showed that MEF and ethanol concentration significantly influenced (p < 0.05) carotenoid extraction, and a positive combined effect of both variables was observed. It is believed that, MEF promoted reversible electroporation of the cellular and chloroplast membranes. MEF possibly promoted an elongation on chloroplasts structure, which contributed to the increase on carotenoid extraction. On the other hand, only the ethanol concentration showed a positive effect on lipid extraction. In this case, the reversible electroporation on cellular membrane was not sufficient to increase lipid extraction. It is important to point out that the application of MEF and ethanol, an environmentally friendly solvent, promoted an extraction yield of up to 73 and 80 % of carotenoid and lipids, respectively. Also, SPV method showed to be an attractive fast lipid quantification method.

A bixina é o principal pigmento presente nas sementes de urucum, é formada de 25 carbonos (9 duplas ligações), absorve luz na região do UV-visível, apresenta capacidade de desativação de oxigênio singlete e espécies reativas de oxigênio. Entretanto, apresenta baixa solubilidade em água, e assim como outros carotenoides, a bixina é instável na presença de oxigênio singlete e altas temperaturas. De modo a aumentar a estabilidade e solubilidade de alguns compostos, são empregadas técnicas, tais como o encapsulamento, que consiste no recobrimento do composto por um agente encapsulante, produzindo partículas. A maioria dos estudos de encapsulamento de carotenoides se dedica a produção de micropartículas e nanopartículas de β-caroteno e até o momento nenhum estudo se dedicou a produção de nanocápsulas de bixina. As nanocápsulas (BIX-LNC) foram produzidas pela técnica de deposição interfacial do polímero poly-ɛ-caprolactone (PCL). A formulação de nanocápsulas foi caracterizadas em termos dos parâmetros de diâmetro médio, potencial zeta, concentração de bixina, eficiência de encapsulamento, viscosidade, pH e cor. Foi avaliada a estabilidade das nanocápsulas durante armazenamento em temperatura ambiente e durante experimentos de fotossensitização a 5, 15 e 25 °C, utilizando rosa de bengala como sensitizador em condições de saturação com ar e nitrogênio (N2) durante 300 minutos, além de avaliação durante aquecimento a 65, 80 e 95 °C na ausência de luz durante 120 minutos. Ambos os experimentos de sensitização e aquecimento foram realizados em sistema-modelo de Etanol:água (2:8). O tamanho das BIX-LNC estava distribuído em um perfil monomodal, com diâmetro médio (z-average) de 199 ± 1,8 nm, índice de polidispersão de 0,12 ± 0,01, diâmetro (D4,3) de 195 ± 26 nm e span de 1,4 ± 0,1. As BIX-LNC foram obtidas com aproximadamente 100 % de eficiência de encapsulamento e teor de 16.92 ± 0.16 μg/ ml. A suspensão BIX-LNC foi classificada como um fluido newtoniano, com viscosidade de 11,4 ± 0,24 mPas e apresentou pH de 5,89 ± 0,70 e potencial zeta de -14,45 ± 0,92 mV. Durante o armazenamento, as BIX-LNC foram consideradas estáveis por não apresentarem alterações significativas no diâmetro médio e no potencial zeta (p< 0,05). Após 119 dias de armazenamento, o teor residual de bixina foi de 45,7 ± 1,1% em relação ao inicial. A degradação bixina livre e nas BIX-LNC obedeceu durante a fotossensitização e aquecimento a uma cinética de degradação de primeira ordem com um coeficiente médio de correlação R2 acima de 0,99. Durante a fotossensitização, a bixina livre apresentou energia de ativação de 7,09 e 8,96 kcal/mol nas condições de saturação com ar e N2, respectivamente, e a bixina encapsulada (BIX-LNC) apresentou energia de ativação de 11,48 e 16,31 kcal/mol nas condições de saturação com ar e N2, respectivamente. Nos experimentos de aquecimento, a bixina livre e encapsulada (BIX-LNC) apresentaram energia de ativação de 15,06 e 23,81 kcal/mol, respectivamente. O encapsulamento demonstrou ser uma técnica adequada para aumentar a solubilidade aparente da bixina em meios aquosos, comprovado pela eficiência de encapsulamento. Além disso, os resultados dos experimentos demonstraram que o encapsulamento promoveu o aumento da estabilidade da bixina durante fotossensitização e aquecimento em sistema modelo de etanol:água (2:8). / Bixin is the main pigment found in annatto seeds, is formed by 25 carbons (with 9 conjugated double bonds), absorbs light in the UV-visible range and deactivates singlet oxygen and reactive oxygen species. Although, bixin is poor-water soluble and like other carotenoids, is unstable in the presence of singlet oxygen and high temperatures. To provide stability, bioavailability and solubility, are applied some strategies, such as the encapsulation technique, which consists of coating a compound with an encapsulating agent to produce particles. Most studies of encapsulated carotenoids concerned the production of microparticles and nanoparticles of β-carotene, although, up to now, no studies have been published concerning the production of bixin nanocapsules and evaluation of their stability. In the present work, the bixin nanocapsules (BIX-LNC) were produced by the technique of interfacial deposition of the preformed polymer poly-ɛ-caprolactone (PCL). The BIX-LNC formulation was characterized for the parameters of mean diameter, zeta potential, bixin concentration, encapsulation efficiency, viscosity, pH and color. The stability of the BIXLNC was evaluate during 119 days of storage at 25 ± 1 ° C and during photosensitization at 5, 15 and 25 °C using rose bengal as the sensitizer in air- and N2 saturated conditions during 300 minutes, and during heating at 65, 80 e 95 °C in the absence of light during 120 minutes. Both experiments were carried out using a model system of ethanol:water (2:8). The nanocapsules obtained in this study were distributed in a monomodal profile with a mean diameter (z-average) of 199 ± 1.8 nm, a polydispersity index of 0.12 ± 0.01, a volume-weighted mean diameter (D4,3) of 195 ± 27 nm and span value of 1.4 ± 0.1. The BIX-LNC were obtained with an encapsulation efficiency approximately of 100 % and concentration of 16.92 μg bixin/ mL. The BIX-LNC suspension was classified as a Newtonian fluid with viscosity of 11.4 mPas ± 0.24, a pH of 5.89 ± 0.70 and a zeta potential of -14.45 ± 0.92 mV. No significant changes (p <0.05) were observed in the mean diameter and zeta potential during 119 days and in the end of the storage. In the end of the storage, 45.7 ± 1.1% of the initial bixin content was found. The bixin loss in the BIX-LNC during photosensitization and heating followed a first-order kinetic decay with an average coefficient correlation R2 greater than 0.99. During photosensitization the free bixin loss had an activation energy of 7.09 and 8.96kca/mol in air and N2-saturated conditions, respectively, and the encapsulated bixin (BIX-LNC) had an activation energy of 15.06 and 23.81 kcal/mol, respectively in the same conditions. Encapsulation showed to be a suitable technique to increase the apparent solubility of bixin in a aqueous media. Moreover, the experiments showed that encapsulation increased the stability of bixin in an aqueous medium during photosensitization and heating.

A bixina é o principal pigmento presente nas sementes de urucum, é formada de 25 carbonos (9 duplas ligações), absorve luz na região do UV-visível, apresenta capacidade de desativação de oxigênio singlete e espécies reativas de oxigênio. Entretanto, apresenta baixa solubilidade em água, e assim como outros carotenoides, a bixina é instável na presença de oxigênio singlete e altas temperaturas. De modo a aumentar a estabilidade e solubilidade de alguns compostos, são empregadas técnicas, tais como o encapsulamento, que consiste no recobrimento do composto por um agente encapsulante, produzindo partículas. A maioria dos estudos de encapsulamento de carotenoides se dedica a produção de micropartículas e nanopartículas de β-caroteno e até o momento nenhum estudo se dedicou a produção de nanocápsulas de bixina. As nanocápsulas (BIX-LNC) foram produzidas pela técnica de deposição interfacial do polímero poly-ɛ-caprolactone (PCL). A formulação de nanocápsulas foi caracterizadas em termos dos parâmetros de diâmetro médio, potencial zeta, concentração de bixina, eficiência de encapsulamento, viscosidade, pH e cor. Foi avaliada a estabilidade das nanocápsulas durante armazenamento em temperatura ambiente e durante experimentos de fotossensitização a 5, 15 e 25 °C, utilizando rosa de bengala como sensitizador em condições de saturação com ar e nitrogênio (N2) durante 300 minutos, além de avaliação durante aquecimento a 65, 80 e 95 °C na ausência de luz durante 120 minutos. Ambos os experimentos de sensitização e aquecimento foram realizados em sistema-modelo de Etanol:água (2:8). O tamanho das BIX-LNC estava distribuído em um perfil monomodal, com diâmetro médio (z-average) de 199 ± 1,8 nm, índice de polidispersão de 0,12 ± 0,01, diâmetro (D4,3) de 195 ± 26 nm e span de 1,4 ± 0,1. As BIX-LNC foram obtidas com aproximadamente 100 % de eficiência de encapsulamento e teor de 16.92 ± 0.16 μg/ ml. A suspensão BIX-LNC foi classificada como um fluido newtoniano, com viscosidade de 11,4 ± 0,24 mPas e apresentou pH de 5,89 ± 0,70 e potencial zeta de -14,45 ± 0,92 mV. Durante o armazenamento, as BIX-LNC foram consideradas estáveis por não apresentarem alterações significativas no diâmetro médio e no potencial zeta (p< 0,05). Após 119 dias de armazenamento, o teor residual de bixina foi de 45,7 ± 1,1% em relação ao inicial. A degradação bixina livre e nas BIX-LNC obedeceu durante a fotossensitização e aquecimento a uma cinética de degradação de primeira ordem com um coeficiente médio de correlação R2 acima de 0,99. Durante a fotossensitização, a bixina livre apresentou energia de ativação de 7,09 e 8,96 kcal/mol nas condições de saturação com ar e N2, respectivamente, e a bixina encapsulada (BIX-LNC) apresentou energia de ativação de 11,48 e 16,31 kcal/mol nas condições de saturação com ar e N2, respectivamente. Nos experimentos de aquecimento, a bixina livre e encapsulada (BIX-LNC) apresentaram energia de ativação de 15,06 e 23,81 kcal/mol, respectivamente. O encapsulamento demonstrou ser uma técnica adequada para aumentar a solubilidade aparente da bixina em meios aquosos, comprovado pela eficiência de encapsulamento. Além disso, os resultados dos experimentos demonstraram que o encapsulamento promoveu o aumento da estabilidade da bixina durante fotossensitização e aquecimento em sistema modelo de etanol:água (2:8). / Bixin is the main pigment found in annatto seeds, is formed by 25 carbons (with 9 conjugated double bonds), absorbs light in the UV-visible range and deactivates singlet oxygen and reactive oxygen species. Although, bixin is poor-water soluble and like other carotenoids, is unstable in the presence of singlet oxygen and high temperatures. To provide stability, bioavailability and solubility, are applied some strategies, such as the encapsulation technique, which consists of coating a compound with an encapsulating agent to produce particles. Most studies of encapsulated carotenoids concerned the production of microparticles and nanoparticles of β-carotene, although, up to now, no studies have been published concerning the production of bixin nanocapsules and evaluation of their stability. In the present work, the bixin nanocapsules (BIX-LNC) were produced by the technique of interfacial deposition of the preformed polymer poly-ɛ-caprolactone (PCL). The BIX-LNC formulation was characterized for the parameters of mean diameter, zeta potential, bixin concentration, encapsulation efficiency, viscosity, pH and color. The stability of the BIXLNC was evaluate during 119 days of storage at 25 ± 1 ° C and during photosensitization at 5, 15 and 25 °C using rose bengal as the sensitizer in air- and N2 saturated conditions during 300 minutes, and during heating at 65, 80 e 95 °C in the absence of light during 120 minutes. Both experiments were carried out using a model system of ethanol:water (2:8). The nanocapsules obtained in this study were distributed in a monomodal profile with a mean diameter (z-average) of 199 ± 1.8 nm, a polydispersity index of 0.12 ± 0.01, a volume-weighted mean diameter (D4,3) of 195 ± 27 nm and span value of 1.4 ± 0.1. The BIX-LNC were obtained with an encapsulation efficiency approximately of 100 % and concentration of 16.92 μg bixin/ mL. The BIX-LNC suspension was classified as a Newtonian fluid with viscosity of 11.4 mPas ± 0.24, a pH of 5.89 ± 0.70 and a zeta potential of -14.45 ± 0.92 mV. No significant changes (p <0.05) were observed in the mean diameter and zeta potential during 119 days and in the end of the storage. In the end of the storage, 45.7 ± 1.1% of the initial bixin content was found. The bixin loss in the BIX-LNC during photosensitization and heating followed a first-order kinetic decay with an average coefficient correlation R2 greater than 0.99. During photosensitization the free bixin loss had an activation energy of 7.09 and 8.96kca/mol in air and N2-saturated conditions, respectively, and the encapsulated bixin (BIX-LNC) had an activation energy of 15.06 and 23.81 kcal/mol, respectively in the same conditions. Encapsulation showed to be a suitable technique to increase the apparent solubility of bixin in a aqueous media. Moreover, the experiments showed that encapsulation increased the stability of bixin in an aqueous medium during photosensitization and heating.

Microalgas são conhecidas como excelentes fontes de lipídeos, vitaminas e carotenoides. Contudo, os métodos de extração de compostos intracelulares tradicionais são dispendiosos e não têm se mostrado eficientes. Assim, o desenvolvimento de métodos de extração com maior rendimento e com a substituição de solventes tóxicos por solventes ambientalmente amigáveis se torna essencial para viabilizar a produção em grande escala de produtos derivados das microalgas. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a utilização de campo elétrico moderado (MEF) na extração de carotenoides e lipídeos a partir da microalga Chlorella sp.. Para tanto, foram estudadas diferentes tensões (0-180 V) numa etapa de pré-tratamento de extração. Além disso, o presente trabalho também avaliou a utilização de etanol como solvente de extração; foi avaliada uma concentração fixa de 25 % (v/v) durante a etapa de pré-tratamento em presença de campo elétrico moderado e diferentes concentrações de etanol numa etapa difusiva (25-75 %, v/v). Ainda, este trabalho avaliou a utilização do método sulfo-phospho-vanilina (SPV) como método de quantificação de lipídeos totais em microalgas. Os resultados mostraram que a extração de carotenoides teve influência significativa (p < 0,05) da aplicação de MEF e da concentração de etanol (%), sendo observado um efeito positivo e combinado de ambas as variáveis avaliadas. Esse resultado se deve, possivelmente, ao efeito que o MEF exerceu sobre os cloroplastos; acredita-se que a aplicação de campo elétrico promoveu a eletroporação reversível das membranas dos cloroplastos, favorecendo a extração de carotenoides. Em contrapartida, somente a concentração de etanol apresentou efeito significativo positivo na extração de lipídeos. Dessa forma, a permeabilização reversível da membrana celular não contribuiu para um aumento da extração de lipídeos. Vale enfatizar que, utilizando a tecnologia de MEF, um processo de baixa demanda energética, e etanol, um solvente ambientalmente amigável obteve-se uma extração de até 73 e 83 % de carotenoides e lipídeos, respectivamente. Ainda, o método SPV utilizado para quantificação de lipídeos totais em microalgas, se mostrou uma metodologia simples, rápida e adequada para quantificação de lipídeos em microalgas. / Microalgae are known as good sources of lipids, vitamins and carotenoids. The intracellular compounds extraction methods are time consuming and, in some cases, inefficients. Therefore, the development of new extraction methodologies is important to enable large scale extraction of compounds of interest derived from microalgae. The aim of the present work was to evaluate moderate electric field (MEF) application on lipid and carotenoid extraction from the microalgae Chlorella sp.. For this purpose, voltage was evaluated on a pre-treatment, varying from 0 to 180 V. Also, ethanol was evaluated as extraction solvent during the pre-treatment in the presence of MEF (25%, v/v) and during the diffusive step, at concentrations varying from 25 to 75 %, (v/v). Moreover, this work evaluated sulfo-phospho-vanillin method (SPV) as a total lipid quantification method in microalgae. The results showed that MEF and ethanol concentration significantly influenced (p < 0.05) carotenoid extraction, and a positive combined effect of both variables was observed. It is believed that, MEF promoted reversible electroporation of the cellular and chloroplast membranes. MEF possibly promoted an elongation on chloroplasts structure, which contributed to the increase on carotenoid extraction. On the other hand, only the ethanol concentration showed a positive effect on lipid extraction. In this case, the reversible electroporation on cellular membrane was not sufficient to increase lipid extraction. It is important to point out that the application of MEF and ethanol, an environmentally friendly solvent, promoted an extraction yield of up to 73 and 80 % of carotenoid and lipids, respectively. Also, SPV method showed to be an attractive fast lipid quantification method.

As microalgas são conhecidas pela sua elevada capacidade fotossintética e pela produção de compostos de alto valor agregado. Nutrientes essenciais como nitrogênio e carbono, a intensidade da luz e a temperatura são responsáveis por mudanças substanciais na produção de biomassa e compostos de interesse. Este trabalho teve como objetivo estudar os fatores como concentração de nitrogênio, variação da temperatura, regime de iluminação e regime de operação do fotobiorreator (batelada, batelada repetida e contínuo) que afetam a formação e a composição da biomassa (proteínas, lipídeos, carboidratos, ácidos graxos e carotenoides) da microalga Heterochlorella luteoviridis e desenvolver um sistema de cultivo para a utilização do CO2 formado durante a fermentação alcoólica na produção de vinho. Primeiramente foram avaliados os efeitos da temperatura (22 °C a 32 °C) e concentrações de nitrogênio (75 mg L-1 a 375 mg L-1 NaNO3) sobre a formação de biomassa H. luteoviridis e sua composição química. A concentração de nitrogênio e a temperatura influenciaram no teor de carboidratos, carotenoides e proteínas, contudo não afetaram o perfil qualitativo de carotenoides e ácidos graxos. A maior concentração de biomassa (3,35 g L-1) foi obtida com a maior concentração de nitrogênio testada. Mantendo-se a temperatura fixa (27 °C) realizaram-se cultivos com concentração de nitrogênio entre 300 mg L-1 e 750 mg L-1 NaNO3. A máxima produção de biomassa (5,26 g L-1) e carotenoides (2,06 mg g-1) foi obtida com concentração de nitrogênio de 650 mg L-1 NaNO3. As cinéticas de crescimento e consumo de nitrogênio em batelada foram ajustadas a modelos fenomenológicos. O modelo matemático proposto neste trabalho mostrou o melhor ajuste para biomassa (R2 = 0,994) e consumo de nitrogênio (R2 = 0,996). A partir deste modelo foram realizadas simulações de cultivo em modo de operação batelada repetida e contínuo com diferentes taxas de diluição e os cultivos com as maiores produtividades de biomassa preditas foram validados experimentalmente. As culturas em batelada repetida apresentaram produtividade de biomassa menor que a predita, enquanto que a contínua apresentou produtividade similar à predita pelo modelo (1,09 ± 0,01 g L-1 d-1). Os cultivos em batelada-repetida e contínuo apresentaram biomassa com maiores teores de proteínas, ácidos graxos poli-insaturados ômega 3 e carotenoides quando comparados à batelada. O cultivo contínuo foi repetido utilizando CO2 proveniente da fermentação alcoólica da produção de vinho como fonte de carbono, o qual apresentou comportamento similar ao cultivo com a CO2 comercial. Por fim, avaliou-se os efeitos da intensidade e dos comprimentos de onda da luz no crescimento e na composição da microalga H. luteoviridis. As culturas iluminadas por LED brancos com intensidade máxima de 1500 μmol m-2 s-1 apresentaram maiores produtividades de biomassa (0,29 g L-1 d-1). Comparando culturas iluminadas por LEDs vermelhos e/ou azuis, os primeiros estimularam o crescimento da biomassa enquanto que os últimos estimularam a biossíntese de carotenoides, lipídeos e proteínas. / Microalgae are known for their high photosynthetic activity and by the production of high-value products. Essential nutrients, like nitrogen and carbon, light intensity, and temperature are responsible for substantial changes in biomass and compounds production. This work aimed to study the parameters as concentration of nitrogen, temperature variation, lighting regime and operation regime of the photobioreactor (batch, repeated-batch and continuous) that affect biomass production and composition (proteins, lipids, carbohydrates, fatty acids and carotenoids) of the microalga Heterochlorella luteoviridis, and to develop an integrated culture system to use the CO2 from alcoholic wine fermentation to grow the microalga. Firstly, the effects of temperature (22 °C to 32 °C) and nitrogen concentration (75 mg L-1 to 375 mg L-1 NaNO3) were evaluated. Both parameters affected carbohydrates, carotenoids and protein contents in the biomass but did not affect the qualitative profile of carotenoids and fatty acids. The highest biomass concentration (3.35 g L-1) was achieved at the highest nitrogen concentration. New cultures were performed using nitrogen concentration between 300 mg L-1 and 750 mg L-1 NaNO3, and keeping temperature fixed at 27 °C. The maximal biomass and carotenoid production, 5.26 g L-1 and 2.06 mg g-1, were achieved using 650 mg L-1 NaNO3. The biomass growth and nitrogen consumption were adjusted by phenomenological models. The model proposed in this work showed the highest adjust for biomass (R² = 0.994) and nitrogen (R² = 9.996) data. This model was used to simulate repeated-batch and continuous cultures using several dilution rates. The cultures with the highest predicted biomass productivities were experimentally validated. The repeated-batch cultures showed lower biomass productivities than the predicted one, while the continuous culture showed biomass productivity similar to the one predicted by the model (1.09 ± 0.01 g L-1 d-1). The biomass resultant from these cultures had higher contents of proteins, omega-3 polyunsaturated fatty acids and carotenoids, compared to the biomass from batch cultures. The continuous culture was repeated using CO2 from wine fermentation as a carbon source. The results were similar to the ones using commercial CO2, showing the feasibility of the integrated process. Finally, the effects of light intensity and wavelength were evaluated on the growth and composition of H. luteoviridis biomass. Cultures illuminated with white LEDs at maximum intensity of 1500 μmol m-2 s-1 showed the higher biomass productivity, 0.29 g L-1 d-1. Comparing cultures illuminated with red and/or blue LEDs, the former stimulated biomass growth and the latter the carotenoid, lipids and protein biosynthesis.