Produção de lipídios em Chlorolobion braunii: estímulo induzido por cobre em culturas de 200 L

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Pasqualinotto, Guilherme
Orientador(a): Lombardi, Ana Teresa lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGBiotec
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.14289/22586
Resumo: Microalgae cultivation has gained prominence in recent years. As a result, several studies and techniques have been developed to increase the viability and yield of compounds produced by microalgae. Strategies such as nutrient, light, and temperature manipulation can increase microalgae productivity. Among these, mixotrophy, which combines organic and inorganic carbon sources, can promote significant biomass gains by combining the advantages of autotrophic and heterotrophic cultivation. Copper, as an essential micronutrient and enzymatic cofactor, exerts a crucial influence on microalgae physiology, impacting metabolism depending on its concentration. The objective of this study was to adapt the strategy described in patent INPI BR 102021019778-1 A2 to 200 L cultures, resulting in increased lipid yield in Chlorolobion braunii. For this purpose, copper at a concentration of 10-8 mol L-1 of free Cu+2 was tested as a manipulating agent, and to increase biomass, mixotrophy was used in the final phase of cultivation. Copper was added to the cultures from the 3rd day onward, while mixotrophy was induced from the 6th day of cultivation using 0.2 g L-1 of sodium acetate (NaO2CCH3). Cultivations were carried out in BG11 medium, in fed-batch mode under semi-controlled conditions in an agricultural greenhouse and lasted 8 days, with natural light and photoperiod. The results showed variation in environmental conditions, with temperature fluctuations of 25,5 – 34,6 °C. Mixotrophy resulted in a threefold increase in biomass production on day 8 of the experiment compared to day 3. As expected, the presence of copper did not affect either the growth rate or the biomass obtained, limiting itself to stimulating lipid production by 23% compared to the control treatment. The copper treatment resulted in a reduction of up to 20% in protein accumulation on day 8 of the experimental period, while total carbohydrates remained constant between the treatments and the control, thus not being influenced by copper. This study emphasizes the biotechnological potential of the microalgae C. braunii and reinforces the importance of optimizing culture conditions to maximize biomolecule production.
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Among these, mixotrophy, which combines organic and inorganic carbon sources, can promote significant biomass gains by combining the advantages of autotrophic and heterotrophic cultivation. Copper, as an essential micronutrient and enzymatic cofactor, exerts a crucial influence on microalgae physiology, impacting metabolism depending on its concentration. The objective of this study was to adapt the strategy described in patent INPI BR 102021019778-1 A2 to 200 L cultures, resulting in increased lipid yield in Chlorolobion braunii. For this purpose, copper at a concentration of 10-8 mol L-1 of free Cu+2 was tested as a manipulating agent, and to increase biomass, mixotrophy was used in the final phase of cultivation. Copper was added to the cultures from the 3rd day onward, while mixotrophy was induced from the 6th day of cultivation using 0.2 g L-1 of sodium acetate (NaO2CCH3). Cultivations were carried out in BG11 medium, in fed-batch mode under semi-controlled conditions in an agricultural greenhouse and lasted 8 days, with natural light and photoperiod. The results showed variation in environmental conditions, with temperature fluctuations of 25,5 – 34,6 °C. Mixotrophy resulted in a threefold increase in biomass production on day 8 of the experiment compared to day 3. As expected, the presence of copper did not affect either the growth rate or the biomass obtained, limiting itself to stimulating lipid production by 23% compared to the control treatment. The copper treatment resulted in a reduction of up to 20% in protein accumulation on day 8 of the experimental period, while total carbohydrates remained constant between the treatments and the control, thus not being influenced by copper. This study emphasizes the biotechnological potential of the microalgae C. braunii and reinforces the importance of optimizing culture conditions to maximize biomolecule production.O cultivo de microalgas é uma área que tem mostrado relevância nos últimos anos. Com isso, diversos estudos e técnicas com intuito de aumentar a viabilidade e ampliar o rendimento de compostos produzidos por microalgas vêm sendo realizados. Estratégias como a manipulação de nutrientes, luz e temperatura podem aumentar a produtividade das microalgas. Dentre essas, a mixotrofia, que combina fontes de carbono orgânico e inorgânico, pode promover ganhos expressivos de biomassa ao unir vantagens de cultivos autotróficos e heterotróficos. O cobre, como micronutriente essencial e cofator enzimático, exerce influência crucial na fisiologia das microalgas, impactando o metabolismo de acordo com sua concentração. O objetivo deste estudo foi adaptar a estratégia descrita na patente INPI BR 102021019778-1 A2 para cultivos de 200 L, resultando em aumento do rendimento de lipídios em Chlorolobion braunii. Para tanto testou-se o cobre na concentração de 10-8 mol L-1 de Cu+2 livre como agente manipulador, e com foco no aumento de biomassa, foi usada a mixotrofia na fase final do cultivo. O cobre foi adicionado nos cultivos a partir do 3° dia, enquanto a mixotrofia foi induzida a partir do 6º dia de cultivo utilizando-se 0,2 g L-1 de acetato de sódio (NaO2CCH3). Os cultivos foram feitos em meio BG11, na modalidade batelada alimentada sob condições semicontroladas em estufa agrícola e teve duração de 8 dias, com luz e fotoperíodo natural. Os resultados mostraram variação das condições ambientais, com oscilação de temperatura de 25,5 – 34,6 °C. A mixotrofia resultou em aumento na produção da biomassa de 3 vezes no 8º dia de experimento em relação ao 3º dia. Como esperado, a presença do cobre não interferiu nem na taxa de crescimento e nem na biomassa obtida, restringindo-se a estimular a produção de lipídios em 23% em relação ao tratamento controle. No tratamento com cobre houve uma redução de até 20% no acúmulo de proteínas no 8º dia do período experimental, enquanto carboidratos totais mantiveram-se constantes entre os tratamentos e controle, portanto não sendo influenciado pelo cobre. Este estudo enfatiza o potencial biotecnológico da microalga Chlorolobion braunii e reforça a importância de otimizar as condições de cultivo para maximizar a produção de biomoléculas.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGBiotecUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessMicroalgasFisiologiaManipulaçãoBiomoléculasBiotecnologiaMicroalgaePhysiologyBiomoleculesManipulationBiotechnologyCIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIAProdução de lipídios em Chlorolobion braunii: estímulo induzido por cobre em culturas de 200 LLipid production in Chlorolobion braunii: copper-induced stimulation in 200 L culturesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertaçãoGuihermePasqualinotto.pdfDissertaçãoGuihermePasqualinotto.pdfapplication/pdf1974231https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/de7a96da-ea90-41d1-8018-748631e4ca05/download11a570c8b651562c58cc36cb52b44ce3MD51trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8906https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/8ebd4b36-45e5-4533-9eac-1b8ae811b73e/downloadfba754f0467e45ac3862bc2533fb2736MD52falseAnonymousREADTEXTDissertaçãoGuihermePasqualinotto.pdf.txtDissertaçãoGuihermePasqualinotto.pdf.txtExtracted texttext/plain96308https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/b218652b-8e93-40b6-a10b-60b639515085/download2123d208776cacf5e530911fd5b06c93MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILDissertaçãoGuihermePasqualinotto.pdf.jpgDissertaçãoGuihermePasqualinotto.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5365https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/80ae0dde-c5e8-4099-9fbc-1fe085eb4e87/download93b62232e0f6cc73c7693dd6f469debfMD54falseAnonymousREAD20.500.14289/225862025-08-20T03:01:02.287442Zhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/22586https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-08-20T03:01:02Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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