Aquecimento óhmico como alternativa à extração de biocompostos de biomassa concentrada de microalgas

Abstract

As microalgas, como a Chlorella vulgaris, têm visto a sua popularidade a crescer nos últimos anos. A necessidade de procurar fontes alternativas de macro e micro nutrientes, que sejam naturais, saudáveis e acima de tudo sustentáveis, levou a indústria alimentar a investigar a incorporação das microalgas dieta alimentar humana. Neste trabalho foi avaliada uma tecnologia que combina a aplicação de campos elétricos com o efeito de Joule – aquecimento óhmico - como método de extração de biocomponentes de interesse da microalga C. vulgaris. Os componentes analisados foram: proteínas, lípidos, clorofilas e outros compostos orgânicos. Determinou-se que a utilização de nove pulsos de temperatura (máxima) de 78 °C corresponderia às condições desejáveis de operação para se obter um máximo de extração, bem como uma elevada viabilidade celular. Através deste protocolo foi possível extrair cerca de 15 % das proteínas totais, 15 % das clorofilas totais e 36 % do conteúdo lipídico, tendo em conta a quantidade total prevista para cada um dos compostos, sendo que mantem cerca de 67 % intactas, isto tudo num processo que envolve apenas uma etapa. Testou-se ainda o impacto daquelas condições no tratamento de contaminações das culturas, tendo-se observado uma eliminação total dos contaminantes inicialmente presentes. Avaliou-se ainda o impacto da aplicação de campos elétricos moderados no crescimento de C. vulgaris, tendo-se verificado uma redução significativa da produção da biomassa, principalmente devido à ocorrência de floculação da cultura promovida pelos campos elétricos aplicados, sem que tenha ocorrido qualquer alteração nas concentrações dos biocomponentes.

Microalgae, such as Chlorella vulgaris, have seen their popularity increased in the last years. The necessity of finding alternative sources of macro and micro nutrients, that are natural, healthy, and sustainable, urged the food industry to investigate the incorporation of microalgae in the human diet. In this work we evaluated a technology that combines the application of moderated electric fields with the Joule effect – ohmic heating - as method of extraction of biocomponds of interest from the microalga C. vulgaris. The compounds analysed were: proteins, lipids, chlorophylls and other organic matter. It was determined that the usage of nine pulses of 78 °C as maximum temperature, was the operation condition that allowed the maximum extraction, as well as maximum cell viability. Through this protocol it was possible to extract 15 % of the total proteins, 15 % of the total chlorophyll content, 36 % from all lipidic content, considering the total amount predicted for each of the compounds, keeping about 67% of intact culture, all of this is a single-step process. It was also tested the impact of that condition on the treatment of culture contaminations, being observed a total elimination of the contaminants originally present in the sample. It was also evaluated the impact of application of moderated electric fields on the C. vulgaris growth, and it was verified a significant reduction in biomass production, mainly due to the occurrence of flocculation of the culture promoted by the electric fields applied, without any change in the concentrations of the biocompounds.