Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2009. / Submitted by Caroline Silva (krol_bilhar@hotmail.com) on 2012-08-27T19:37:20Z No. of bitstreams: 1 dissertao cintia_defesa.pdf: 808863 bytes, checksum: d9ab57cfdbf88e2f2fc31318462a352c (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2012-12-01T16:33:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertao cintia_defesa.pdf: 808863 bytes, checksum: d9ab57cfdbf88e2f2fc31318462a352c (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-01T16:33:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertao cintia_defesa.pdf: 808863 bytes, checksum: d9ab57cfdbf88e2f2fc31318462a352c (MD5) Previous issue date: 2009 / As propriedades nutricionais da microalga Spirulina têm sido relacionadas com possíveis propriedades antioxidantes, caracterizando-a no âmbito dos alimentos funcionais. Os antioxidantes são compostos que atuam inibindo e/ou diminuindo efeitos desencadeados pelo estresse oxidativo, conservando a harmonia entre a produção fisiológica de radicais livres e sua detoxificação. Objetivou-se avaliar o potencial antioxidante da microalga Spirulina e seu principal pigmento, a ficocianina, em situações de estresse oxidativo induzido. Foram realizados estudos com células da levedura Saccharomyces cerevisiae, submetidas a estresse oxidativo pela adição de 1,1´-dimetil-4,4´-bipiridilo (paraquat) nas concentrações 0, 10 e 15 mM, avaliando o potencial antioxidante da Spirulina através da sobrevivência celular (plaqueamento) e da lipoperoxidação (índice de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico, TBA). Também foi avaliado o efeito protetor da Spirulina e/ou da ficocianina em córtex cerebral de ratos submetidos a estresse oxidativo por administração de glutamato monossódico ou por situação de pânico. No córtex dos animais foram avaliados os índices de TBA e a atividade específica das enzimas superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT). O uso do herbicida paraquat nas concentrações 10 mM e 15mM, diminuiu a sobrevivência celular da levedura em relação ao controle (39,4 % e 17,1%, respectivamente) e aumentou significativamente a lipoperoxidação (p≤0,05). O agente estressor glutamato monossódico provocou aumento significativo (p≤0,05) da lipoperoxidação e diminuição significativa (p≤0,05) das atividades específicas das enzimas SOD e CAT no córtex cerebral dos ratos. O estresse por situação de pânico também provocou alterações significativas (p≤0,05) no córtex dos ratos, aumentando a peroxidação lipídica e a atividade da enzima SOD e diminuindo a atividade da enzima CAT. O uso da Spirulina, bem como da ficocianina, atenuaram os efeitos deletérios decorrentes do estresse oxidativo induzido em células de leveduras e em córtex de ratos, mantendo os parâmetros dos grupos tratados com estressor e antioxidante estatisticamente iguais aos do grupo controle. Estes resultados contribuem com a caracterização da microalga no âmbito dos alimentos funcionais antioxidantes. / The nutritional properties of the microalgae Spirulina have been related with possible therapeutical properties, characterizing it in the scope of functional and nutraceutical foods mainly had its antioxidant potential. The antioxidant substances are composites that act inhibiting and/or decreasing the effect unchained of oxidative stress, conserving the balance between physiological production of free radicals and its detoxification. It was objectified to evaluatethe antioxidant potential of the microalgae Spirulina and its main pigment, the phycocyanin, in situation of oxidative stress induced. studies whit cells of Saccharomyces cerevisiae yeast had been carried, submitted oxidative stress for the addition of 1,1´-dimetil-4,4´-bipiridilo (paraquat) in concentrations 0, 10 and 15 mM, evaluating the antioxidant potential of the Spirulina throught the cellular survival and reactives substances index to the tiobarbituric acid (TBA). Also was evaluated the protective effect of the Spirulina and phycocyanin, in cerebral cortex of rats submitted to oxidative stress induced for glutamate monosodic administration or panic situation. In the cortex of animals the TBA index, and activity of enzymes superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) had been evaluated. The use of paraquat in concentrations 10 mM and 15mM, decreased yeast cellular survival in relation to the control (39.4% and 17.1%, respectively) and increased the lipoperoxidation significantly (p≤0,05). The estressor agent glutamate monossodic provoked significant increase (p≤0,05) in lipoperoxidation and significant reduction (p≤0,05) of enzymes SOD and CAT in the cerebral cortex of the rats. The oxidative stress for panic situation also provoked significant alterations (p≤0,05) in the cortex of the rats, increasing the lipidic peroxidation and the activity of enzyme SOD and diminishing the activity of enzyme CAT. The use of the Spirulina, as well as phycocyanin, had attenuated the decurrent deleterious effect of oxidative stress induced in cells of yeast and in cortex of rats, keeping the parameters of the groups dealt with statistical equal stressor and antioxidant substance to the ones of the group has controlled. These results contribute with the characterization of the microalgae in the scope of antioxidant functional foods.

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2008. / Submitted by Caroline Silva (krol_bilhar@hotmail.com) on 2012-09-24T18:12:59Z No. of bitstreams: 1 dissertao ana priscila centeno da rosa.pdf: 832074 bytes, checksum: f714a15c9e2b09a517b32f01fb11ef36 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2012-12-01T01:10:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertao ana priscila centeno da rosa.pdf: 832074 bytes, checksum: f714a15c9e2b09a517b32f01fb11ef36 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-01T01:10:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertao ana priscila centeno da rosa.pdf: 832074 bytes, checksum: f714a15c9e2b09a517b32f01fb11ef36 (MD5) Previous issue date: 2008 / Spirulina (Arthrospira) é uma microalga fotossintética, encontrada em ambientes alcalinos e é uma das mais produzidas no mundo. Sua biomassa possui alto valor nutricional e agregado. Apresenta alto teor protéico e é rica em compostos bioativos, como aminoácidos essenciais, ácidos graxos, pigmentos e vitaminas. Um sistema de produção de biomassa microalgal depende de muitos fatores, entre eles, o desenvolvimento de um meio de cultivo economicamente viável. O objetivo do presente trabalho foi estudar a influência da concentração de nutrientes no meio de cultivo para a produção da microalga Arthrospira em biorreatores tipo “raceway” e modo semicontínuo. Para os cultivos foi utilizado meio Zarrouk que teve as fontes de carbono, nitrogênio e fósforo mantidas nas concentrações padrões e os demais nutrientes (solução B) foram variados em 25% (Z-B25), 50% (Z-B50), 75% (Z-B75) e 100% (Z-100). Foram realizados ensaios com diferentes volumes do meio de cultura, 5L e 2 500 L. Nos ensaios realizados em biorreatores com volume de meio de 5 L a velocidade específica máxima de crescimento e a produtividade foram reduzidas com o consumo dos nutrientes pela microalga. Os máximos valores de velocidade específica de crescimento (0,184 d-1) e produtividade (48,03 mg.L-1.d-1) foram observados no ensaio Z-B50. Os ensaios Z-B50 e Z-B75 apresentaram velocidade específica máxima de crescimento e produtividade sem diferença significativa (p>0,15) a partir do terceiro ciclo de crescimento. No inicio do terceiro ciclo as concentrações de nitrogênio e fósforo apresentaram reduções de 21,2 e 15,7% (Z-B50) e 29,9 e 12,9% (Z-B75), respectivamente. Para cada ensaio foram realizadas análises de composição química da biomassa a cada ciclo de crescimento do cultivo. O maior teor protéico (48,8±4,1%) foi encontrado na biomassa de Arthrospira no ensaio Z-100. O ensaio ZB50 apresentou biomassa contendo 46,10±2,59% de proteína por um período de, aproximadamente, 50 d. Os cultivos em biorreatores com volume de meio de 2 500 L foram realizados em condições ambientais não controlas e foi utilizado água da Lagoa Mangueira para diluição do meio Zarrouk. A temperatura e a iluminância variaram de 16 a 42ºC e 26,3 a 105,2 klux, respectivamente. As máximas velocidades específicas de crescimento e produtividades, respectivamente, 0,276 d-1 e 148,36 mg.L-1.d-1 (ZB50) e 0,368 d-1 e 95,60 mg.L-1.d-1 (Z-100), foram encontradas no período com maior média de temperatura,. Para estes ensaios, a concentração de proteína na biomassa não apresentou diferença significativa (p>0,05). A concentração de lipídios na biomassa, ao final dos ensaios, apresentou redução em relação a concentração inicial de 22 e 52% para os ensaios Z-B50 e Z-100, respectivamente. / Spirulina (Arthrospira) is a photosynthetic microalgae found in alkaline environmental and it is one of the most produced in the world. The chemical composition of Spirulina’s biomass indicates that it has high nutritional value due its composed of a wide range of biologically active compounds, such as vitamins, pigments, fatty acids and essential amino acids. A production system of microalgae biomass depends on several factors, such as, the development of economic culture medium. The objective of this work was studied the influence of nutrients concentration on culture medium for the production Arthrospira microalgae in open raceway ponds and semicontinuous process. For the experiments, was used Zarrouk’s medium, where carbon, nitrogen and phosphorous sources were used at standard concentration and the concentration of the others nutrients (B-solution) were varied to 25% (Z-B25), 50% (Z-B50), 75% (Z-B75) and 100% (Z-100). Two experiments were performed with different culture medium volume, 5 L and 2 500 L. In an experiment performed with medium volume of 5 L, was observed a reduction on maximum specific growth rate and productivity according the nutrients consumed by microalgae. The maximum values of specific growth rate (0.184 d-1) and productivity (48.03 mg.L-1.d-1) were observed an experiment Z-B50. After the third growth cycle, the maximum specific growth rate and productivity didn’t show significant difference (p>0.15) for experiments Z-B50 and Z-B75. In the beginning of the third cycle, nitrogen and phosphorous concentrations showed a reduction of 21.1 and 15.7% for Z-B50 medium, 29.9 and 12.9% for Z-B75, respectively. For each cycle growth, analyses of chemical composition were performed from the biomass of each experiment. The highest protein content (48.8±4.1%) was found out in the Arthrospira biomass at Z-100 test. In the essay Z-B50, the biomass protein content was 46.10±2.59% for a period of 50 days, approximately. The process on bioreactor that used 2 500 L of medium volume, was carried out in environmental conditions and was utilized Mangueira Lagoon water for dilution Zarrouk’s medium. The temperature and illumination were varied between 16 to 42ºC and 26.3 to 105.2 klux, respectively. The maximum specific growth rate and productivity were, 0.276 d-1 and 148.36 mg.L-1.d-1 (ZB50) and 0.368 d-1 and 95.60 mg.L-1.d-1 (Z-100), respectively, found out in a period that presented the highest average temperature. For these experiments, the protein concentration of biomass did not show significant difference (p>0.05), already, the lipid concentration showed a reduction when compared an initial concentration of 22 and 52% for Z-B50 and Z-100 experiments, respectively.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / HÃ, presentemente, grande esforÃo de pesquisa no sentido de se substituir, parcial ou totalmente, a farinha de peixe das dietas artificiais por fontes protÃicas vegetais, de menor custo e maior previsibilidade de produÃÃo. Os resultados experimentais obtidos em alguns trabalhos evidenciam o bom potencial da farinha de Spirulina como aditivo impulsor do crescimento em dietas para camarÃes marinhos. Apesar de sua qualidade nutricional, nenhum trabalho foi conduzido atà agora sobre o uso da farinha de Spirulina como aditivo em dietas completas para L. vannamei. O presente trabalho objetivou o estudo do desempenho zootÃcnico e da preferÃncia alimentar de juvenis de Litopenaeus vannamei criados em laboratÃrio sob condiÃÃes controladas alimentados com diferentes dietas suplementadas ou nÃo com farinha de Spirulina. Juvenis de L. vannamei (3,89  0,25 g) foram estocados intensivamente em 28 tanques circulares de polietileno de 500 L, na densidade de 44 camarÃes/tanque (64 juvenis/m2) por 71 dias. As dietas foram suplementadas com 0,5% de um atrativo comercial para raÃÃes de camarÃo (MAC e BAC) ou com 0,5% de farinha de Spirulina (MSP e BSP). Em MAC e MSP e em BAC e BSP houve reduÃÃes de 25% e 50% do nÃvel de inclusÃo de farinha de peixe, respectivamente. No segundo experimento, as dietas foram oferecidas aos animais em duas bandejas claramente identificadas, em quantidades iguais, colocadas no mesmo momento, em lados opostos dentro de cada tanque e foram recolhidas no mesmo instante. A raÃÃo remanescente em cada bandeja de alimentaÃÃo foi coletada e pesada para calcular o peso seco posteriormente. O ganho em peso semanal dos camarÃes alimentados com a raÃÃo MSP (0,89  0,03 g) nÃo foi significativamente diferente daqueles que se alimentaram com a dieta MAC (0,89  0,01 g) e P (0,95  0,08 g). O fator de conversÃo alimentar e a taxa de eficiÃncia protÃica dos camarÃes alimentados com MSP nÃo foram estatisticamente diferentes daqueles observados em CN1 e P. O peso corporal final e a sobrevivÃncia dos camarÃes alimentados com MSP nÃo foram significativamente diferentes daqueles observados em CN1 e P. O estudo da atratividade mostrou que MSP teve preferÃncia significativamente maior pelos camarÃes do que a dieta MAC. Pode ser concluÃdo que a farinha de Spirulina adicionada a 0,5% em uma dieta completa para juvenis de L. vannamei atuou como um atrativo alimentar, e foi capaz de promover os mesmos efeitos de um aditivo comercial. Trabalhos futuros sÃo requeridos para avaliar outros nÃveis de inclusÃo, tÃcnicas de produÃÃo baratas, compostos responsÃveis pela atratividade da farinha de Spirulina etc / At present, there is a great effort to partially or completely replace fishmeal in artificial diets for less costly and more predictable vegetable protein ingredients. Experimental results of some studies indicate the potential of the Spirulina meal as a growth impeller in diets for marine shrimp. Despite its nutritional quality, no work has been conducted so far about the use of Spirulina meal as an additive in complete diets for Litopenaeus vannamei. The present work aimed at investigating the growth performance and feeding preference of L. vannamei raised under controlled laboratory conditions fed diets supplemented or deprived with Spirulina meal. Juveniles of L. vannamei (3.89  0.25 g) were stocked under intensive conditions at 44 shrimp/tank (64 juveniles/mÂ) in 28 polyethylene tanks of 500 L and raised for 71 days. Diets were supplemented with 0.5% of a commercial feed attractant for marine shrimp (MAC and BAC) or with 0.5% of Spirulina meal (MSP and BSP). In MAC and MSP and BAC and BSP, inclusion of fishmeal was reduced at 25% and 50%, respectively. In a second study, diets were offered to animals in a two feeding trays clearly identified, in equal amounts, delivered at the same time in the opposite sides of each tank and simultaneously recovered. Feed remaining in each feeding tray was collected and weighted to calculate the dry weight. Weekly shrimp weight gain fed diet MSP (0.89  0.03 g) was not significantly different from those fed diet MAC (0.89  0.01 g). Feed conversion rate and protein efficiency rate for shrimp fed diet MSP were not significantly different from those seen for CN1 and P. Final body weight and survival of shrimp fed diet MSP were not significantly different from those observed for CN1 and P. The attractability study demonstrated that MSP showed a significantly higher preference compared to MAC diet. It can be concluded that Spirulina meal added at 0.5% in a complete diet for juveniles of L. vannamei acted as a feeding attractant capable of promoting the same effects of a commercial additive. Further work is required to evaluate others inclusion levels, cheap production techniques, compounds responsible for attractabilityâs Spirulina meal etc

The biotechnology of production and utilisation of the cyanobacterium Spirulina has been well documented. Research has centred mainly on application in human and animal nutrition, and has been motivated by the high protein, vitamin, fatty acid and growth factor contents. The main obstacle in realising the full potential of this feed source has been the high production costs associated with its mass culture in defined media. The observation of blooms of Spirulina in tannery effluent evaporation ponds in Wellington, South Africa, prompted this investigation into the harvesting, and nutritional and toxicological evaluation of this potentially low-cost production system, with the ultimate aim of using the product in aquaculture rations. An investigation of the chemical gradient along the evaporation cascade showed a positive correlation between the prevailing chemical conditions and the dominant species populations. A standing crop of 9.5 tonnes/ha of Spirulina was found to be present in the latter alkaline ponds, characterised by relatively lower organic and sulphur contents. Initial harvesting of the biomass was achieved by the design, construction and implementation of a small-scale screen harvest, which yielded a 25 kg (dry weight) crop. A scale-up model was then designed, and implemented in a technical scale harvest, yielding a crop of 250 kg (dry weight). Both these harvests utilised the bloom of surface-autoflocculated biomass. Concentrated cell slurries were sun-dried on muslin beds, and milled to a coarse powder. An evaluation of the harvest revealed a chemical content similar to other published reports of defined media cultures, with the exception of the protein and amino acid contents. The observed lower levels of the latter two are almost certainly due to the sun-drying method employed, known to reduce the protein content due to thermal denaturation. Legislation demands the strict toxicological evaluation of new protein sources, and because of the effluent-nature of the growth medium of this source of Spirulina, its viability lies only in the application as an animal feed or supplement. A range of toxicological tests were chosen that were targeted to elucidate the possible toxicological constraints of this effluentgrown source of protein in animal nutrition. The nucleic acid and pesticide contents of the harvested biomass were within the prescribed safety ranges. Atomic absorption showed minimal accumulation of minerals and heavy metals from the effluent. A bioassay with the brine shrimp Anemia salina showed that the biomass contained no toxicologically active water-soluble components. A short term feeding trial with new-born chicks showed that supplementation with Spirulina had no effect on the growth rates and feed conversion ratios of the different feeding groups. Pathological analyses showed that the liver was the only target organ to elicit a change in response to supplementation of the diets with Spirulina. A general decrease in liver weight was noted, with Cu, Ca, Fe and Zn being significantly accumulated. A histopathological examination however, showed no cellular and functional aberration from the control animals. The toxicological analyses gave the preliminary safe go-ahead for the evaluation of effluent-grown Spirulina in aquaculture nutrition. The South African abalone Haliotis midae, and the rainbow trout Oncorhynchus mykiss were chosen as representative species of edible cultured organisms. The technology for the culture of the perlemoen abalone is being established in South Africa, with the main area of research being the development of an artificial diet for high density culture. A 40 day growth trial demonstrated that lower concentrations of Spirulina supplemented to an agar-based fishmeal diet resulted in growth rates and feed conversion ratios similar to the control fishmeal and purified-casein diets, and thus has application potential in the nutrition of this high-cost marine delicacy. The aquaculture technology of freshwater rainbow trout is already well established. An eight week feeding trial with various concentrations of Spirulina showed that this effluent-grown protein source can partially replace fishmeal in semi-purified diets. Fish fed Spirulina did not exhibit decisive manifestations of toxicity, as determined in a histopathological study. In addition, Spirulina supplementation resulted in enhanced colouration of the skin and flesh, which may have implications in the aesthetic marketing of this sought-after table fish. The primary aim of this preliminary investigation thus concerned the determination of the biotechnological potential of this effluent-source of Spirulina. A technology transfer from the economically unfeasible defined-media culture was implemented. This project is ultimately aimed as a contribution towards the treatment of tannery wastewater, by the removal of contaminants from the effluent in the form of organic biomass.

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

Arthrospira platensis ou Spirulina é uma microalga com alto valor nutricional. Foram preparados extratos de Spirulina, caracterizados e aplicados como estabilizadores de emulsão de óleo de girassol comercial em água (O/A) (10% v/v) na ausência e na presença de quatro tipos de hidroxipropil metilcelulose (HPMC). Os extratos brutos de Spirulina foram preparados em tampões a pH 6 (EB6) e pH 8 (EB8) por sonicação para promover a lise celular e a libertação de proteínas e fosfolípides; Parte dos extratos foi centrifugada (EC6 ou EC8). Independentemente das condições de extração, todos os extratos apresentados apresentaram valores de potencial-&#950 médio variando de - (16 ± 2) mV a - (20 ± 2) mV, tamanho médio variando de (108 ± 52) nm a (306 ± 68) nm e atividade interfacial. As emulsões O/A preparadas com extratos de Spirulina (10 g / L) exibiram partículas com potencial- médio variando de - (16 ± 2) mV a - (27 ± 4) mV, tamanho médio variando de ~ 70 nm (EB6 ou EB8) a ~ 700 nm (EC6 ou EC8). No entanto, o EB6 levou a emulsões ligeiramente mais estáveis do que as outras. A combinação de EB6 (10 g / L) e HPMC (1,0 % m/m) levou a um aumento substancial na estabilidade da emulsão, embora os valores de potencial- diminuíram uma ordem de grandeza. Em particular, a HPMC com a maior massa molar e o maior grau de substituição de grupos metila conduziu a i) camada interfacial mais robusta resultante da formação de complexos entre cadeias HPMC e proteínas EB6 e (ii) meio contínuo mais viscoso. / Arthrospira platensis or Spirulina is a microalga with a high nutritional value. Extracts of Spirulina were prepared, characterized and applied as oil in water (O/W) (10 % v/v) emulsion stabilizers in the absence and presence of four types of hydroxypropyl methylcellulose (HPMC). The emulsions were prepared with edible sunflower oil. Crude extracts of Spirulina were prepared in buffers at pH 6 (CE6-Crude extract pH6) and pH 8 (CE8-Crude extract pH8) by sonication to promote cell lysis and protein and phospholipids release; part of the extracts was centrifuged (CCE6 or CCE8). Regardless of the extraction conditions, all extracts presented mean -potential ranging from (16 ± 2) mV to (20 ± 2) mV, mean diameter ranging from (108 ± 52) nm to (306 ± 68) nm and interfacial activity. The emulsions prepared with Spirulina extracts (10 g/L) displayed particles with mean -potential ranging from (16 ± 2) mV to (27 ± 4) mV, mean diameter ranging from ~ 70 nm (CCE6 or CCE8) to ~ 700 nm (CE6 or CE8). However, CE6 led to emulsions slightly more stable than the others did. The combination of CE6 (10 g/L) HPMC (1.0 wt %) led to substantial increase in the emulsion stability, although the -potential values decreased one order of magnitude. Particularly, the HPMC with the highest molecular weight and highest methyl substitution degree led to the most (i) robust interfacial layer resulting from the complex formation between HPMC chains and CE6 proteins and (ii) viscous continuous medium.

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

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

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

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