Produção de astaxantina a partir de cultivo imobilizado de Haematococcus pluvialis

Resumo

A produção do carotenóide astaxantina a partir da microalga Haematococcus pluvialis tornou-se um dos principais ramos da biotecnologia de microalgas; o interesse comercial surge das suas aplicações em nutrição animal, especialmente na aquicultura, e da sua poderosa atividade antioxidante. O mercado mundial da astaxantina está crescendo rapidamente, mas ainda é majoritariamente abastecido pela versão sintética do pigmento, que é restrita ao consumo animal. A astaxantina natural já é comercializada para consumo humano, tanto na forma de biomassa de H. pluvialis quanto na forma pura, entretanto, a sua penetração no mercado ainda é restringida pelos elevados custos de cultivo da H. pluvialis. Faz-se necessário o desenvolvimento de novas estratégias de cultivo, que sejam mais simples e mais baratas; nessa perspectiva, o cultivo imobilizado surge como alternativa para a produção de biomassa microalgal à medida que reduz o consumo de água e energia, além de simplificar aspectos técnicos. Dentre os reatores desse tipo, destacam-se os PSBRs (do inglês Porous Substate Bioreactor), que permitem uma separação completa de biomassa e meio de cultivo, garantindo uma colheita de biomassa já concentrada por um simples processo de raspagem. Embora exista um interesse crescente nesses reatores, a experiência com o seu funcionamento em escala piloto ainda é limitada. Sendo assim, o objetivo geral desse projeto é viabilizar o cultivo imobilizado de H. pluvialis em PSBR para a produção de astaxantina. Como objetivos específicos, temos: (I) Realizar o cultivo de H. pluvialis em PSBRs de tamanho 10m2; (II) Induzir a produção de astaxantina em diferentes intensidades luminosas; (III) Realizar uma avaliação econômica do sistema nas diferentes configurações para verificar a viabilidade do processo. Para tal, pretende-se construir PSBRs de forma modular e seguindo duas diferentes configurações: com maior espaçamento entre os reatores e reatores mais próximos uns dos outros. Tal espaçamento controlará a intensidade da luz solar que incide na superfície do reator, através do sombreamento. A H. pluvialis será inoculada no sistema em ambas as condições de luz, e será cultivada por 5 dias com meio completo, seguidos de 5 dias com restrição de nitrogênio e fósforo, para induzir o estresse associado ao acúmulo de astaxantina.Amostras diárias serão coletadas por simples raspagem, sendo então liofilizadas e pesadas para a determinação do peso seco; em seguida, serão encaminhadas para a quantificação por HPLC. A análise econômica considerará o investimento em material e mão de obra, energia e área utilizada, em relação à produtividade do pigmento. Utilizando esse processo tecnicamente simplificado para o cultivo de H. pluvialis, com uso exclusivo de iluminação natural e redução do consumo de água e energia, espera-se obter a astaxantina natural de alta qualidade e a um preço mais competitivo em relação à sintética. Além disso, como resultado desse projeto pretende-se construir e operar a primeira planta piloto de PSBR no Brasil. Essa tecnologia aliada às condições ambientais do Brasil, abrem inúmeras possibilidades relacionadas à biotecnologia de microalgas. (AU)