A. platensis é uma microalga que pertence ao filo Cyanobacteria, desde muitos anos atrás é utilizada na alimentação humana, mas foi na década de 60 que a pesquisa e a produção avançaram na fabricação de novos alimentos com o uso da biomassa microalgal. O elevado teor proteico e a associação do consumo com a melhora da saúde da população contribuíram para a popularização da microalga. As necessidades do mercado por produtos práticos e saudáveis motivam a elaboração do presente trabalho, que pretende desenvolver uma barra de cereal enriquecida com A. platensis, com estabilidade microbiológica e características nutricionais e organolépticas satisfatórias. A barra de cereal foi enriquecida com 1, 3 e 6% de A. platensis. Foram realizadas análises químicas, microbiológicas, colorimétrica, sensorial, textura e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A composição centesimal do novo produto mostrou para a barra de cereal com 6% de A. platensis um incremento no percentual de lipídios, fibras e proteínas. O percentual de umidade e de cinzas não mostrou diferença, enquanto os valores de carboidratos variaram. Análise microbiológica não apontou contaminação e a análise sensorial mostrou uma diminuição da aceitação global e da intenção de compra à medida que a concentração de A. platensis aumentou. No entanto, é possível destacar que a análise não mostrou diferença em relação ao sabor que, na avaliação dos provadores, não foi afetado pela adição de A. platensis; essa constatação indica que o enriquecimento de alimentos com a microalga é uma alternativa viável. Na análise de cor, houve uma diminuição na luminosidade e na intensidade da cor, com o aumento da concentração de biomassa. Os dados obtidos para força máxima medida em Newton (N) indicam que para a amostra com 6% de A. platensis, o enriquecimento foi responsável pelo aumento da força máxima aplicada às amostras. Já a análise do Perfil de Textura (TPA) não apontou diferenças para os parâmetros Dureza, Elasticidade, Mastigabilidade, Coesividade. O enriquecimento da barra de cereal com biomassa de A. platensis mostra um incremento proteico importante, porém, é preciso rever a formulação com a finalidade de mascarar a cor verde da A. platensis e melhorar a análise sensorial do novo produto. / A. platensis is a microalga belonging to the phylum Cyanobacteria, since many years ago is used in food, but it was in the 60s that research and production have advanced the production of new food with the use of microalgal biomass. The high protein content and the association of consumption with improved health of the population contributed to the popularization of microalgae. Market needs for practical and healthy products motivates the preparation of this work aims to develop a cereal bar enriched with A. platensis with microbiological stability and nutritional and organoleptic characteristics satisfactory. The cereal bar was charged with 1, 3 and 6% A. platensis. They were made with the new product chemical, colorimetric, microbiological, sensory analysis, texture and scanning electron microscopy (SEM). The chemical composition of the new product showed the cereal bar with 6% A. platensis an increase in the percentage of lipids, fiber and proteins. The percentage of humidity and ash showed no difference, while the carbohydrate values varied. microbiological analysis showed no contamination, and sensory analysis showed a decrease in global acceptance and purchase intent as the concentration of A. platensis increased, however, it is possible to emphasize that the analysis showed no difference in taste that the evaluation of tasters, was not affected by the addition of A. platensis, this finding indicates that the enrichment of food with the microalgae is a viable alternative. color analysis demonstrated a decrease in brightness and color intensity by increasing the biomass concentration. The data obtained for maximum force measured in Newton (N) to indicate that the sample with 6% A. platensis enrichment was responsible for increasing the maximum force applied to the samples. Analysis Texture Profile (TPA) showed no differences in the hardness parameters, Elasticity, Chewiness, Cohesiveness. The enrichment of the cereal bar with A. platensis biomass protein shows a significant increase, however, is necessary to review the formulation for the purpose masks the green A. platensis and improve sensory analysis of the new product.

A produção da cianobactéria Arthrospira (Spirulina) platensis é considerada de interesse nas indústrias de alimentos, farmacêuticas e químicas. Diferentes fontes de nitrogênio alternativas têm sido sugeridas na literatura para seu cultivo, incluindo uréia e sais de amônio, visando à diminuição no custo do meio de cultivo. A perda de amônia por degasificação ocorre quando utilizados tanques abertos, justificando dessa forma o uso da associação de fontes de nitrato e de amônia em fotobiorreatores fechados. O nitrato de amônio (NH4NO3) contorna estas condições, proporcionando ao cultivo uma fonte de nitrogênio prontamente assimilável (amônio) e outra de reserva (nitrato), no mesmo composto. Neste trabalho verificou-se, pelo uso de um planejamento fatorial 22 com configuração de estrela, a influência da intensidade luminosa (I) e da adição de diferentes concentrações de NH4NO3 (mM), no crescimento e composição da biomassa de A. platensis em cultivos realizados em fotobiorreator tubular por processo descontínuo alimentado, utilizando um tempo de 6 dias alimentação para a fonte de nitrogênio. Parâmetros cinéticos de crescimento, como concentração celular máxima (Xm), produtividade em células (PX) e o fator de conversão de nitrogênio em células (YX/N), bem como o teor de proteínas e lipídios na biomassa foram avaliados. Através do uso da regressão multivariável para a otimização das condições experimentais, foram obtidos valores de Xm e de PX correspondentes a 4710 mg L-1 e 478,9 mg L-1d-1, respectivamente, pelo emprego de I = 148 µmol fótons m-2 s-1 e a adição de 9,7 mM de NH4NO3. O maior valor de YX/N registrado foi 8,1 mg mg-1, sendo superior aos obtidos com nitrato de sódio (0,80 mg mg-1). Os teores de proteína e de lipídios alcançaram valores de até 63,2 e 17,3 %, respectivamente. O emprego de NH4NO3 conduziu à redução dos custos de produção, sendo gastos em média R$ 15,97 da fonte de nitrogênio por quilograma de células, valor inferior se comparado com outras fontes usadas no cultivo de A. platensis como NaNO3 (R$ 59,10 por quilograma de células). O uso do NH4NO3 em fotobiorreator tubular mostrou-se promissor para o cultivo de A. platensis, ao proporcionar um aumento na produção de biomassa e diminuir a perda de amônia por degasificação. / The production of the cyanobacterium Arthrospira (Spirulina) platensis is considered of interest to the food, pharmaceutical and chemical industries. Alternative nitrogen sources have been suggested in literature, including urea and ammonium salts, in order to reduce the cost of cultivation medium. Ammonia off-gassing occurs when open ponds are used, thus justifying the utilization of nitrate and ammonia sources association. Ammonium nitrate (NH4NO3) attend this condition, providing the cultivation with a nitrogen source readily assimilated (ammonium) and with one of reserve (nitrate), in the same molecule. In this work, it was verified, using a 22 factorial design with star configuration, the influence of light intensity (I) and the addition of different concentrations of NH4NO3 (mM) on the growth and biomass composition of S. platensis in cultures carried out in tubular photobioreactor by fed-batch process, using a 6-day feeding time of the nitrogen source. Kinetic growth parameters, such as maximum cell concentration (Xm), cell productivity (Px) and yield of nitrogen to biomass (YX/N), as well the biomass content of protein and lipids, were evaluated. Through the use of regression analysis for the optimization of experimental conditions, values of Xm and PX such as 4710 mg L-1 and 478.9 mg L-1d-1, respectively, were obtained by the use of I = 148 µmol photons m-2 s-1 and the addition of 9.7 mM of NH4NO3. The highest value of YX/N obtained was 8.1 mg mg-1, higher than that provided by the use of sodium nitrate (0.80 mg mg-1). The levels of protein and lipid achieved up to 63.2 and 17.3 %, respectively. The use of NH4NO3 led to the reduction of culture medium costs, in which R$ 15.97 (Real/Brazil) were spent on nitrogen source per kilogram of cells, value that is lower if compared to other common sources used for A. platensis growth, such as NaNO3 (R$ 59.10 per kilogram of cells, Real/Brazil). The use of NH4NO3 in tubular photobioreactor proved to be promising for the cultivation of A. platensis, leading to an increase in biomass production and diminishing the ammonia lost by off-gassing.

A Arthrospira (Spirulina) platensis, cianobactéria fotoautotrófica, tem sido cultivada para a produção de biomassa, apresentando em sua constituição proteínas, ácidos graxos poliinsaturados, pigmentos, minerais, vitaminas e aminoácidos. O uso de fontes de nitrogênio de baixo custo, como o sulfato de amônio, pode contribuir para a viabilização da produção de A. platensis. Neste trabalho foram verificados a influência de diferentes intensidades luminosas e protocolos de alimentação utilizando o sulfato de amônio, em cultivos realizados com reatores tubulares por processo descontínuo alimentado. As variáveis dependentes selecionadas foram concentração celular máxima (Xm), produtividade em células (Px), fator de conversão de nitrogênio em células (YX/N), bem como teores de proteínas e lipídios da biomassa. Foram obtidos excelentes resultados em cultivos realizados aplicando-se um protocolo de alimentação de sulfato de amônio, considerando biomassa seca de A. platensis com teor de 7 % de nitrogênio, com valor médio de Xm igual a 11414 mg.L-1. Este protocolo de adição de sulfato de amônio com intensidade luminosa de 240 µmol fótons. m-2.s-1 levou à melhor combinação de obtenção de Xm e Px, com valores finais de 12200 mg.L-1 e 1686 mg.L-1.d-1, respectivamente. Adicionalmente, nesse protocolo de adição de sulfato de amônio, os valores de concentração celular máxima foram da mesma ordem de grandeza que aqueles onde se utilizou nitrato de sódio, evidenciando, assim, a possibilidade do uso do sulfato de amônio como uma fonte de nitrogênio alternativa para o cultivo da A. platensis. / Arthrospira (Spirulina) platensis, a photoautotrophic cyanobacterium, has been cultivated for the production of biomass, and it is constituted by proteins, polyunsaturated fatty acids, chlorophyll, minerals, vitamins and amino acids. The use of low cost nitrogen sources, such as ammonium sulphate can contribute to the A. platensis production viability. It was verified in this work the influence of different light intensities and nutrient feeding protocols in fed-batch cultures developed in tubular reactors, where ammonium sulphate was used as a nitrogen source. The dependent variables were the maximum cell concentration (Xm), cell productivity (Px), nitrogen-to-cell conversion factor (YX/N), as well as proteins and lipids contents of the biomass. Excellent results were obtained when ammonium sulphate protocols were studied, considering A. platensis dry-weight with nitrogen levels of 7%, obtaining an average value of Xm corresponding to 11414 mg L-1. It was also obtained with this protocol, with light intensity of 240 µmol photons. m-2.s-1, the best combination to high values of Xm and Px, corresponding to 12200 mg.L-1 e 1686 mg.L-1.d-1, respectively. Moreover, in this protocol of ammonium sulphate addition, it was obtained values of the maximum cell concentration as high as the ones obtained with sodium nitrate as nitrogen source. This fact highlighted the possibility of using this alternative nitrogen source for the A. platensis cultivation.

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2018-05-29T17:56:21Z No. of bitstreams: 1 INÁCIA DOS SANTOS MOREIRA - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2014..pdf: 1960619 bytes, checksum: 0eec38ed3470ea1ff2f29f63cf555e2b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-29T17:56:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 INÁCIA DOS SANTOS MOREIRA - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2014..pdf: 1960619 bytes, checksum: 0eec38ed3470ea1ff2f29f63cf555e2b (MD5) Previous issue date: 2014-02-26 / O presente trabalho teve como objetivo caracterizar a qualidade da romã „Molar‟ durante o armazenamento dos frutos in natura, sob diferentes temperaturas de refrigeração, e avaliar o uso de biofilmes à base de fécula de mandioca e Spirulina platensis nos frutos armazenados sob as condições ambiente à 25ºC e sob condições de armazenamento refrigerado a 10ºC. O estudo foi subdividido em duas etapas no Laboratório de Análise de Alimentos da UFCG, no Campus de Pombal - PB. Na primeira etapa, os frutos foram armazenados nas temperaturas 6°C, 10°C e 12°C e analisados ao 0, 12, 18, 24, 30, 36 dias de refrigeração, sendo cada intervalo acrescidos de dois dias de permanência em sala sob condição ambiente (24 ± 2ºC e 43 ± 5% UR), para simular as condições de comercialização (Shelf life). Na segunda etapa, foram selecionados doze frutos para sua caracterização inicial, os outros frutos receberam os seguintes tratamentos: T1 - Testemunha, sem recobrimento; T2 - 1% de fécula de mandioca; T3 - 3% de fécula de mandioca; T4 - 1% de Spirulina platensis; T5 - 3% de Spirulina platensis; T6 - 1% de fécula de mandioca e 1% de Spirulina platensis e T7 - 3% de fécula de mandioca e 3% de Spirulina platensis. Ao receber os tratamentos, os frutos foram separados em dois experimentos para o estabelecimento das condições de armazenamento, onde: Experimento I – Frutos tratados e armazenados em sala climatizada, com controle de temperatura e umidade, simulando condições de comercialização em temperatura ambiente (25,1ºC e 43,3% UR) durante 6 dias e Experimento II - Frutos tratados e refrigerados em B.O.D. (10ºC e 56,7% UR) por um período de 12 dias acrescidos de dois dias de permanência sob condições ambiente (Shelf life). Avaliou-se características biométricas, visuais e físico-químicas. Romãs „Molar‟ armazenadas a 10ºC por 36 dias seguidos de „shelf life‟ de dois dias a 24°C, se mantêm satisfatórias para comercialização in natura, sem prejuízos nos atributos de qualidade biométricos, visuais e físico-químicos. O armazenamento dos frutos a 6ºC proporciona prejuízos na qualidade visual dos frutos devido ao aparecimento de manchas, prejudicando a aparência externa. A temperatura de armazenamento a 12ºC proporciona sintomas de murcha apenas ao final do armazenamento. As temperaturas de armazenamento a 6ºC, 10ºC ou 12ºC podem ser temperaturas apropriadas para o armazenamento de romãs destinadas à indústria, por não prejudicarem os atributos internos de qualidade da romã „Molar‟, especialmente relacionados à integridade das sementes, arilos, rendimento de suco, sólidos solúveis, acidez tituláveis, flavonoides e antocianinas. O revestimento com 1% de fécula de mandioca no armazenamento a 25ºC reuniu boas caracterisiticas biométricas, visuais e físico-químicas para a conservação pós-colhetia da romã; A elevada perda dos diâmetros em frutos armazenados em condição ambiente foi fator limitante na qualidade e vida útil pós-colheita de romã „Molar‟. O revestimento com 3% de fécula de mandioca e com 3% de fécula de mandioca mais 3% de Spirulina plantensis associados à refrigeração apresentaram melhor qualidade biométrica, visual e fisico-química durante os quatorze dias de armazenamento. / The present study aimed to characterize the quality of Pomegranate ' Molar ' during storage of raw fruits under different cooling temperatures and evaluate the use of biofilms based on cassava starch and Spirulina platensis in fruits stored under ambient conditions at 25°C and under conditions of cold storage at 10ºC. The study was divided into two stages at the Laboratory of Food Analysis UFCG, Campus de Pombal - PB. In the first stage , the fruits were stored at temperatures 6°C , 10°C and 12°C and analyzed at 0, 12, 18, 24, 30, 36 days of refrigeration and each range , plus two days of stay in room under ambient conditions (24 ± 2ºC and 43 ± 5% RH) to simulate marketing conditions (Shelf Life). In the second stage, twelve fruits were selected for initial characterization , the other fruits received the following treatments : T1 - control , Uncoated; T2 - 1% of cassava starch ; T3 - 3% of cassava starch ; T4 - 1% of Spirulina platensis; T5 - 3% of Spirulina platensis; T6 - 1 % of cassava starch and 1% Spirulina platensis and T7 - 3 % of cassava starch and 3% Spirulina platensis . Upon receiving the treatments, fruits were separated into two experiments to establish the conditions of storage, where: Experiment I - Fruits processed and stored in a climatic chamber with controlled temperature and humidity conditions simulating marketing at room temperature (25,1ºC and 43,3 % RH) for 6 days and Experiment II - Fruits treated and chilled in BOD (10ºC and 56,7 % RH) for a period of 12 days plus two days under ambient conditions (Shelf Life). It was evaluated biometric, visual and physical- chemical characteristics. Pomegranates 'Molar' stored at 10ºC for 36 days followed by 'shelf life' two days at 24°C, remains satisfactory for fresh fruit market without losses in quality attributes biometric, visual and physical chemistry. The storage of fruits at 6ºC provides visual loss in fruit quality due to the appearance of blemishes, impairing external appearance. The storage temperature to 12ºC provides wilt symptoms only at the end of storage. Storage temperatures to 6°C, 10°C or 12°C may be appropriate temperatures for storage of pomegranates for industry not to harm the internal quality attributes of pomegranate ' Molar ', especially related to integrity seeds, arils, juice yield , solids soluble, titratable acidity, flavonoids and anthocyanins. The coating with 1% of cassava starch in storage at 25ºC has gathered good biometric, visual and physic chemical's characteristic for postharvest conservation pomegranate; The high loss of diameter in fruits stored at ambient condition was a limiting factor in the quality and postharvest pomegranate 'Molar' life. The coating with 3% of cassava starch and 3% of cassava starch 3% Spirulina plantensis associated with refrigeration showed better biometric, visual and physico-chemical quality during storage fourteen days.

A Arthrospira (Spirulina) platensis, cianobactéria fotoautotrófica, tem sido cultivada para a produção de biomassa, apresentando em sua constituição proteínas, ácidos graxos poliinsaturados, pigmentos, minerais, vitaminas e aminoácidos. O uso de fontes de nitrogênio de baixo custo, como o sulfato de amônio, pode contribuir para a viabilização da produção de A. platensis. Neste trabalho foram verificados a influência de diferentes intensidades luminosas e protocolos de alimentação utilizando o sulfato de amônio, em cultivos realizados com reatores tubulares por processo descontínuo alimentado. As variáveis dependentes selecionadas foram concentração celular máxima (Xm), produtividade em células (Px), fator de conversão de nitrogênio em células (YX/N), bem como teores de proteínas e lipídios da biomassa. Foram obtidos excelentes resultados em cultivos realizados aplicando-se um protocolo de alimentação de sulfato de amônio, considerando biomassa seca de A. platensis com teor de 7 % de nitrogênio, com valor médio de Xm igual a 11414 mg.L-1. Este protocolo de adição de sulfato de amônio com intensidade luminosa de 240 µmol fótons. m-2.s-1 levou à melhor combinação de obtenção de Xm e Px, com valores finais de 12200 mg.L-1 e 1686 mg.L-1.d-1, respectivamente. Adicionalmente, nesse protocolo de adição de sulfato de amônio, os valores de concentração celular máxima foram da mesma ordem de grandeza que aqueles onde se utilizou nitrato de sódio, evidenciando, assim, a possibilidade do uso do sulfato de amônio como uma fonte de nitrogênio alternativa para o cultivo da A. platensis. / Arthrospira (Spirulina) platensis, a photoautotrophic cyanobacterium, has been cultivated for the production of biomass, and it is constituted by proteins, polyunsaturated fatty acids, chlorophyll, minerals, vitamins and amino acids. The use of low cost nitrogen sources, such as ammonium sulphate can contribute to the A. platensis production viability. It was verified in this work the influence of different light intensities and nutrient feeding protocols in fed-batch cultures developed in tubular reactors, where ammonium sulphate was used as a nitrogen source. The dependent variables were the maximum cell concentration (Xm), cell productivity (Px), nitrogen-to-cell conversion factor (YX/N), as well as proteins and lipids contents of the biomass. Excellent results were obtained when ammonium sulphate protocols were studied, considering A. platensis dry-weight with nitrogen levels of 7%, obtaining an average value of Xm corresponding to 11414 mg L-1. It was also obtained with this protocol, with light intensity of 240 µmol photons. m-2.s-1, the best combination to high values of Xm and Px, corresponding to 12200 mg.L-1 e 1686 mg.L-1.d-1, respectively. Moreover, in this protocol of ammonium sulphate addition, it was obtained values of the maximum cell concentration as high as the ones obtained with sodium nitrate as nitrogen source. This fact highlighted the possibility of using this alternative nitrogen source for the A. platensis cultivation.

Microrganismos fotossintetizantes têm sido utilizados por muitos anos como alimento humano devido ao seu alto conteúdo de proteína e valor nutricional. A Spirulina platensis pode ser uma fonte alternativa de proteína para a alimentação, bem como pode possibilitar a obtenção de outros produtos, como pigmentos, vitaminas e lipídios, principalmente ácidos graxos polinsaturados, como o γ-linolênico. Neste trabalho, foram estudadas as influências da concentração de cloreto de amônia no meio de alimentação (N0) e da vazão específica de alimentação (D) no cultivo de Spirulina platensis por processo contínuo, avaliando parâmetros cinéticos de crescimento bem como a composição das biomassas obtidas. A produtividade em células máxima obtida (63,9 mg.L-1.dia-1) foi comparável àquelas obtidas em processos descontínuos e descontínuos alimentados, para nitrato de potássio e cloreto de amônia como fontes de nitrogênio, respectivamente. O máximo conteúdo de proteína na biomassa foi de 72,5 %, obtido em experimento conduzido com N0 = 10 mmolar e D = 0,083 dia-l. Os melhores resultados em termos do teor do ácido γ-linolênico na fração lipídica da biomassa foi empregando vazão específica de alimentação de 0,110 dia-1 e concentração de cloreto de amônio no meio de alimentação de 1mmolar. / Photosynthesizing microorganism has been used for many years as human food because of its high protein content and nutritional value. Spirulina platensis can be an alternative source of protein for food purpose, as well as the possibility of obtaining other products like pigments, vitamins and lipids, mainly polyunsaturated fat acids like γ-linolenic. In this work, they were studied the influence of the ammonium chloride concentration in the feeding nutrient medium (N0) as well as the dilution rate (D) on the Spirulina platensis cultivation by continuous process, evaluating the kinetics parameters of the growth as well as the composition of the biomasses obtained. The maximum cell productivity obtained (63.9 mg.L-1.day-1) was c¬omparable with that ones obtained using batch and fed-batch processes for nitrate and ammonium chloride as nitrogen sources, respectively. The highest protein biomass content was 72.5 %, obtained in experiment carried out with N0 = 10 mmolar and D = 0.083 day-1. The best result in terms of the γ-linolenic acid content in the lipid fraction of the biomass was employing dilution rate of the 0.110 day -1 and 1 mmolar of the ammonium chloride in the feeding nutrient medium.

A produção da cianobactéria Arthrospira (Spirulina) platensis é considerada de interesse nas indústrias de alimentos, farmacêuticas e químicas. Diferentes fontes de nitrogênio alternativas têm sido sugeridas na literatura para seu cultivo, incluindo uréia e sais de amônio, visando à diminuição no custo do meio de cultivo. A perda de amônia por degasificação ocorre quando utilizados tanques abertos, justificando dessa forma o uso da associação de fontes de nitrato e de amônia em fotobiorreatores fechados. O nitrato de amônio (NH4NO3) contorna estas condições, proporcionando ao cultivo uma fonte de nitrogênio prontamente assimilável (amônio) e outra de reserva (nitrato), no mesmo composto. Neste trabalho verificou-se, pelo uso de um planejamento fatorial 22 com configuração de estrela, a influência da intensidade luminosa (I) e da adição de diferentes concentrações de NH4NO3 (mM), no crescimento e composição da biomassa de A. platensis em cultivos realizados em fotobiorreator tubular por processo descontínuo alimentado, utilizando um tempo de 6 dias alimentação para a fonte de nitrogênio. Parâmetros cinéticos de crescimento, como concentração celular máxima (Xm), produtividade em células (PX) e o fator de conversão de nitrogênio em células (YX/N), bem como o teor de proteínas e lipídios na biomassa foram avaliados. Através do uso da regressão multivariável para a otimização das condições experimentais, foram obtidos valores de Xm e de PX correspondentes a 4710 mg L-1 e 478,9 mg L-1d-1, respectivamente, pelo emprego de I = 148 µmol fótons m-2 s-1 e a adição de 9,7 mM de NH4NO3. O maior valor de YX/N registrado foi 8,1 mg mg-1, sendo superior aos obtidos com nitrato de sódio (0,80 mg mg-1). Os teores de proteína e de lipídios alcançaram valores de até 63,2 e 17,3 %, respectivamente. O emprego de NH4NO3 conduziu à redução dos custos de produção, sendo gastos em média R$ 15,97 da fonte de nitrogênio por quilograma de células, valor inferior se comparado com outras fontes usadas no cultivo de A. platensis como NaNO3 (R$ 59,10 por quilograma de células). O uso do NH4NO3 em fotobiorreator tubular mostrou-se promissor para o cultivo de A. platensis, ao proporcionar um aumento na produção de biomassa e diminuir a perda de amônia por degasificação. / The production of the cyanobacterium Arthrospira (Spirulina) platensis is considered of interest to the food, pharmaceutical and chemical industries. Alternative nitrogen sources have been suggested in literature, including urea and ammonium salts, in order to reduce the cost of cultivation medium. Ammonia off-gassing occurs when open ponds are used, thus justifying the utilization of nitrate and ammonia sources association. Ammonium nitrate (NH4NO3) attend this condition, providing the cultivation with a nitrogen source readily assimilated (ammonium) and with one of reserve (nitrate), in the same molecule. In this work, it was verified, using a 22 factorial design with star configuration, the influence of light intensity (I) and the addition of different concentrations of NH4NO3 (mM) on the growth and biomass composition of S. platensis in cultures carried out in tubular photobioreactor by fed-batch process, using a 6-day feeding time of the nitrogen source. Kinetic growth parameters, such as maximum cell concentration (Xm), cell productivity (Px) and yield of nitrogen to biomass (YX/N), as well the biomass content of protein and lipids, were evaluated. Through the use of regression analysis for the optimization of experimental conditions, values of Xm and PX such as 4710 mg L-1 and 478.9 mg L-1d-1, respectively, were obtained by the use of I = 148 µmol photons m-2 s-1 and the addition of 9.7 mM of NH4NO3. The highest value of YX/N obtained was 8.1 mg mg-1, higher than that provided by the use of sodium nitrate (0.80 mg mg-1). The levels of protein and lipid achieved up to 63.2 and 17.3 %, respectively. The use of NH4NO3 led to the reduction of culture medium costs, in which R$ 15.97 (Real/Brazil) were spent on nitrogen source per kilogram of cells, value that is lower if compared to other common sources used for A. platensis growth, such as NaNO3 (R$ 59.10 per kilogram of cells, Real/Brazil). The use of NH4NO3 in tubular photobioreactor proved to be promising for the cultivation of A. platensis, leading to an increase in biomass production and diminishing the ammonia lost by off-gassing.

Microrganismos fotossintetizantes têm sido utilizados por muitos anos como alimento humano devido ao seu alto conteúdo de proteína e valor nutricional. A Spirulina platensis pode ser uma fonte alternativa de proteína para a alimentação, bem como pode possibilitar a obtenção de outros produtos, como pigmentos, vitaminas e lipídios, principalmente ácidos graxos polinsaturados, como o γ-linolênico. Neste trabalho, foram estudadas as influências da concentração de cloreto de amônia no meio de alimentação (N0) e da vazão específica de alimentação (D) no cultivo de Spirulina platensis por processo contínuo, avaliando parâmetros cinéticos de crescimento bem como a composição das biomassas obtidas. A produtividade em células máxima obtida (63,9 mg.L-1.dia-1) foi comparável àquelas obtidas em processos descontínuos e descontínuos alimentados, para nitrato de potássio e cloreto de amônia como fontes de nitrogênio, respectivamente. O máximo conteúdo de proteína na biomassa foi de 72,5 %, obtido em experimento conduzido com N0 = 10 mmolar e D = 0,083 dia-l. Os melhores resultados em termos do teor do ácido γ-linolênico na fração lipídica da biomassa foi empregando vazão específica de alimentação de 0,110 dia-1 e concentração de cloreto de amônio no meio de alimentação de 1mmolar. / Photosynthesizing microorganism has been used for many years as human food because of its high protein content and nutritional value. Spirulina platensis can be an alternative source of protein for food purpose, as well as the possibility of obtaining other products like pigments, vitamins and lipids, mainly polyunsaturated fat acids like γ-linolenic. In this work, they were studied the influence of the ammonium chloride concentration in the feeding nutrient medium (N0) as well as the dilution rate (D) on the Spirulina platensis cultivation by continuous process, evaluating the kinetics parameters of the growth as well as the composition of the biomasses obtained. The maximum cell productivity obtained (63.9 mg.L-1.day-1) was c¬omparable with that ones obtained using batch and fed-batch processes for nitrate and ammonium chloride as nitrogen sources, respectively. The highest protein biomass content was 72.5 %, obtained in experiment carried out with N0 = 10 mmolar and D = 0.083 day-1. The best result in terms of the γ-linolenic acid content in the lipid fraction of the biomass was employing dilution rate of the 0.110 day -1 and 1 mmolar of the ammonium chloride in the feeding nutrient medium.

The genus Senecio (Asteraceae) constitutes a group of cosmopolitan plants formed by more than 2000 species. Although most of these plants are considered to be toxic due to the presence of pyrrolizidine alkaloids, several of them are used in folk medicine. Their medicinal use can be attributed to other secondary metabolites, amongst them the terpenoids, with known antimicrobial activity. This work describes the isolation and identification of three compounds present in the CH2Cl2 extract of fresh aerial parts of Senecio platensis Arech., a species that showed the presence of peroxides in a phytochemical screening. Additionally, the the antibacterial activity of the isolated secondary metabolites has been evaluated. The aerial parts of Senecio platensis were collected in Capão Novo RS, Brasil and identified by Prof. Dr. Nelson Ivo Matzenbacher. Voucher specimen SMDB 9522 is preserved in the Herbarium of the Departamento de Botânica, UFSM. The fresh aerial parts of S. platensis (350.0 g) were extracted by maceration with CH2Cl2. The CH2Cl2 extract was evaporated to obtain an viscous residue (6.0 g), which approximates a yield of 1.71%. The crude extract was fractionated by flash chromatography over silica gel, using CH2Cl2 and CH2Cl2:EtOH mixtures of increasing polarity to yield 29 fractions. After two cycles of column chromatography (column: silica gel impregnated with AgNO3 (10%), eluents: hexane:acetone (95:5) and hexane:ethyl ether (99:1) 13.3 mg of PP1 were isolated from fraction 1 and later identified as germacrene D. After successive column chromatography over silica gel impregnated with AgNO3 (10%), eluting with hexane:acetone (9:1), hexane:ethyl acetate (95:5) and hexane:acetone (93:7), fraction 5 yielded 17.0 mg of AB1 (dehydrofukinone) and 30.6 mg of AB2 (spathulenol). The compounds were analyzed by GC-EI-MS, 1H and 13C NMR and were identified by comparison of their spectroscopic data with the literature. The fraction containing germacrene D, which is considered to be a precursor of several other sesquiterpene derivatives, was submitted to photooxidation process using Bengal Rose as sensitizer agent. By this reaction it was possible to confirm the formation of germacrene-D-1-hydroperoxide by its precursor. The antibacterial evaluation of the isolated compounds was accomplished by the broth microdilution method based on M7-A6/CLSI. In relation to Bacillus cereus ATCC 14579, dehydrofukinone showed MIC of 256 μg/mL and MBC of 4096 μg/mL. The spathulenol presented MIC and MBC of 64 μg/mL. Against the clinical isolate of B. cereus, dehydrofukinone showed MIC of 256 μg/mL and MBC > 8192 μg/mL while spathulenol showed MIC 32 μg/mL and MBC > 8192 μg/mL. Dehydrofukinone and spathulenol are inactive against Pseudomonas aeruginosa at the tested concentrations (until 8192 μg/mL). / O gênero Senecio (Asteraceae) constitui um grupo de plantas cosmopolitas, formado por mais de 2000 espécies. Embora grande número tenha toxicidade reconhecida devido à presença de alcalóides pirrolizidínicos, várias delas são empregadas na medicina popular. Seu uso medicinal pode ser atribuído à presença dos demais metabólitos secundários, entre eles os terpenóides, com atividade antibacteriana reconhecida. Este trabalho descreve o isolamento e a identificação de três constituintes presentes no extrato CH2Cl2 das partes aéreas de Senecio platensis Arech., espécie na qual foi detectada a presença de peróxidos em um screening fitoquímico. Adicionalmente, os metabólitos secundários isolados tiveram sua atividade antimicrobiana avaliada. As partes aéreas de S. platensis foram coletadas em abril de 2004, no município de Capão Novo RS, Brasil. A espécie foi localizada e identificada pelo Prof. Dr. Nelson Ivo Matzenbacher, do Programa de Pós-Graduação em Botânica da UFRGS. Material testemunha encontra-se depositado no Herbário do Departamento de Biologia da UFSM sob o registro SMDB 9522. As partes aéreas frescas de S. platensis (350,0 g) foram extraídas por maceração em CH2Cl2., seguido de evaporação do solvente, resultando num resíduo pastoso (6,0 g), com rendimento de 1,71%. O extrato bruto foi fracionado por cromatografia em coluna flash sobre gel de sílica, usando CH2Cl2 e misturas de CH2Cl2: EtOH, em gradiente, sendo obtidas 29 frações. A partir da fração 1, após duas cromatografias em coluna com gel de sílica impregnado com AgNO3 (10%), eluídas com hexano:acetona (95:5) e hexano:éter etílico (99:1), foram obtidos 13,3 mg da substância codificada como PP1 e posteriormente identificada como germacreno D. A fração 5 da coluna flash também foi fracionada e, após sucessivas cromatografias em coluna sobre gel de sílica impregnado com AgNO3 (10%), eluídas com hexano:acetona (9:1), hexano:acetato de etila (95:5) e hexano:acetona (93:7), foram isolados 17,0 mg de AB1 (deidrofuquinona) e 30,6 mg de AB2 (espatulenol). Os compostos foram analisados por CG-EM, RMN 1H e RMN 13C e foram identificados pela comparação de seus dados espectroscópicos com os obtidos da literatura. A fração contendo o germacreno D, considerado precursor de vários outros derivados de esqueleto sesquiterpênico, foi submetida a uma reação de foto-oxidação utilizando o corante Rosa de Bengala como agente sensibilizante. Através desta reação foi possível confirmar a formação do germacreno-D-1-hidroperóxido a partir de seu precursor. A avaliação da atividade antibacteriana das substâncias isoladas foi realizada através do método de microdiluição em caldo, baseado nos documentos M7-A6/CLSI, antigo NCCLS. Em relação ao Bacillus cereus ATCC 14579, a deidrofuquinona exibiu uma CIM de 256 μg/mL e CBM de 4096 μg/mL, sendo que o espatulenol apresentou CIM e CBM de 64 μg/mL. Frente à cepa hospitalar de B. cereus, a deidrofuquinona exibiu uma CIM de 256 μg/mL e CBM > 8192 μg/mL, enquanto que o espatulenol apresentou uma CIM 32 μg/mL e CBM > 8192 μg/mL. Tanto a deidrofuquinona quanto o espatulenol não apresentaram atividade contra Pseudomonas aeruginosa até a concentração de 8192 μg/mL.

Microbial communities are key drivers of biogeochemical cycles and several important industrial processes rely on complex, undefined microbial ecosystems for production or conversion of substrates for example in wastewater treatment or anaerobic digestion plants. Despite their significance, such communities are often poorly defined, if at all. This project concerned previously undefined secondary microbial communities (SMCs) from photobioreactors culturing cyanobacterium Arthrospira platensis, known for producing high-value protein-pigment complex C-phycocyanin (C-PC). C-PC has a range of applications in the biochemical/pharmaceutical and food industries. Next-generation sequencing methods were applied to characterize the SMCs sampled over the course of various batch runs. The bioreactor exerted a strong selective pressure on the SMC, initially diverse and dynamic, succeeded by a stable and predictable SMC dominated by a few species. SMC stability and diversity correlated with reactor performance, especially proliferation and instability of the rare-abundance sub-population; dominant species ratios were likely less important. The substantially larger (compared to other species present) A. platensis filaments may represent a dynamic microenvironment in itself, and if so, constitutes a significant parameter when optimizing culture conditions. Denser and carefully pre-acclimated inocula reduce the ecological space available to undesirable taxa (e.g. pathogens) otherwise below detectable/significant limits. This has implications for other processes that rely on mixed cultures and may be a control strategy in manufacturing active pharmaceutical ingredients to cGMP standards. Molecular data was used to obtain several pure isolates which were characterized further. Strategies to optimize performance with respect to SMCs were explored and evaluated. A significant aspect of this CASE project was an industrial placement with Scottish Bioenergy. The placement involved set-up of a production facility and incremental scale-up of cultivation from 2 L to 1000 L reactors; development of a downstream processing protocol covering harvesting, pigment extraction and protein purification, and some formulation/stability testing. A very low-cost method is described for obtaining relatively high-purities of C-PC, broadly considered the most costly part of the entire production process.