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Metabolismo das microalgas – parte II

Metabolismo das microalgas – parte II
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Na Coluna anterior (6ª Edição, Maio/Junho 2017) tratamos de alguns dos fatores ambientais que influenciam o crescimento das culturas de microalgas e, consequentemente, também implicam em variações na composição bioquímica da biomassa. Tais fatores podem ser definidos como inibitórios – que não permitem o desenvolvimento das microalgas; limitantes – que causam redução da taxa de crescimento (divisão celular) e/ou de alguma outra reação fisiológica; estressantes – aqueles que implicam num desequilíbrio metabólico, que demanda ajustes bioquímicos antes que as células possam estabelecer um novo estado de crescimento.

Como todos os organismos vivos, as microalgas crescem satisfatoriamente considerando limites mínimos e máximos destes fatores, entretanto, algumas espécies podem se desenvolver em faixas muito amplas (água doce ou salgada, por exemplo), desde que exista um período de aclimatação. Além daqueles fatores apresentados na edição anterior (luz e nutrientes como carbono e nitrogênio), diversos outros nutrientes são necessários para o desenvolvimento das culturas de microalgas (fósforo, potássio, ferro, sódio, magnésio etc.), sendo que cada um tem papel fundamental e específico no metabolismo celular.

Reconhecidamente, o silício (sílica ou silicato) é imprescindível para as diatomáceas, porém, quando em excessiva concentração pode causar redução da síntese de lipídios nestas microalgas, levando à redução do valor nutricional da biomassa para uso na alimentação de larvas de moluscos e de camarões, por exemplo. Outro fator ambiental importante é a temperatura, que além de influenciar a taxa metabólica, também pode causar alterações na natureza do metabolismo. Nas culturas, nem sempre a elevação da temperatura implica em maior crescimento, cabe esclarecer que algumas espécies crescem melhor em temperaturas mais amenas e, caso o crescimento seja favorecido, pode ocorrer aumento da cota celular, assim, maior cuidado será necessário em relação à concentração dos nutrientes, que podem se tornar limitantes num curto espaço de tempo.

Quanto à natureza do metabolismo, alguns componentes celulares são sintetizados exclusivamente visando atender funções fisiológicas básicas/específicas, enquanto outros compostos estão associados ao metabolismo secundário. Tanto a temperatura, quanto o estado fisiológico das células microalgais, podem dirigir o metabolismo à síntese de lipídios que funcionam como componentes de membrana, produtos de reserva, metabólitos ou como fonte de energia.

Assim, convém estudar o desenvolvimento das culturas em temperaturas adequadas ao produto esperado: PUFA, ácidos graxos saturados (para elaborar biodiesel, p. e.) etc. A agitação das culturas também tem papel determinante, uma vez que o movimento da água implica numa série de efeitos positivos: permite uma distribuição homogênea das células e dos nutrientes (prevenção de gradientes nutricionais e gasosos ao redor das células, que levam a restrições no crescimento); melhora na distribuição da luz (por célula); evita a sedimentação das células (zonas anaeróbicas); facilita a “entrada” de CO2 nas culturas. Para a agitação das culturas têm sido empregados agitadores de pás (paddle wheel), sendo também muito comum o emprego da injeção de ar pressurizado através de mangueiras e tubos perfurados dispostos no fundo dos tanques, fazendo com que as bolhas de ar criem um movimento ascendente e, consequentemente causem movimento da água. O tamanho das bolhas de ar é igualmente importante, mas este assunto será apresentado nas próximas edições.

Figura © Roberto Derner