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dc.contributor.authorCelente, Gleison de Souza-
dc.typeTese de Doutoradopt_BR
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.titleProduction of bioproducts for food application from microalgae of the genus Dunaliella (Chlorophyta).pt_BR
dc.date.issued2023-
dc.degree.localSanta Cruz do Sulpt_BR
dc.contributor.advisorSchneider, Rosana de Cassia de Souza-
dc.contributor.advisorcoRizzetti, Tiele Medianeira-
dc.degree.departmentPrograma de Pós-graduação em Tecnologia Ambientalpt_BR
dc.description.abstractUsing microalgae to yield bioproducts that could be used for food addresses one of the most significant problems associated with population increase: unsustainable food production. In this sense, species of the genus Dunaliella, which are halophilic flagellated unicellular microalgae belonging to the phylum Chlorophyta, can produce high-quality and large amounts of bioproducts with industrial relevance, such as protein, glycerol, and pigments. However, the high-cost cultivation medium precludes large-scale of Dunaliella species for biomass production, limiting biomass production to a laboratory scale. Productivity improvement can mitigate the costs and environmental impacts associated with cultivation medium. Although there are studies on optimal conditions to increase productivity, some gaps remain, such as economic and environmental impacts associated with Dunaliella spp. cultivation, which jeopardize customers’ acceptability. In this context, this research aims to (1) analyze and identify the potential of Dunaliella spp. to produce bioproducts with industrial relevance and the conditions and pathways for their accumulation, (2) assess the market for these bioproducts; (3) improve biomass and bioproduct productivity by using different cultivation medium composition; (4) identify the bottleneck in artificial cultivation medium and how to overcome the economic aspects; (5) analyze and predict different scenarios for bioproduct production and the environmental impacts associated with the artificial medium. This thesis comprises six articles (two review articles, three experimental articles, and a life cycle assessment) to address the target objectives. The conducted studies demonstrated that (1) the global marketing for Dunaliella spp. biomass is promising, especially for food applications; (2) Dunaliella spp. can produce high-quality protein, pigments, and glycerol depending on the species, salinity, and nutrient bioavailability (mainly nitrogen), which directly impact on Dunaliella spp. composition; (3) increasing salt concentration benefits glycerol yield, while nitrogen limitation was crucial to accumulate beta-carotene; (4) sodium chloride and magnesium sulfate are two of artificial medium’s components more expensive and impactful (especially to human health and climate changes); (5) replacing sodium chloride with sea salt reduced the costs; (6) increasing biomass, glycerol, and beta carotene productivity minimized the costs and environmental damage associated with artificial cultivation medium; and (7) Dunaliella spp. cultivation to yield bioproducts can be a vector to reduce carbon dioxide emissions, reducing carbon footprint and collaborating to the green economy. It is possible to conclude with the research conducted that the most promising scenario, economically and environmentally wise, to yield bioproducts depends mainly on the productivity and species: Dunaliella tertiolecta presents better adaptation capacity and biomass and glycerol yield at higher salt concentrations, whereas Dunaliella salina shows great potential to produce high-quality beta-carotene under nitrogen-limited conditions, despite of being more restrict concerning the medium composition.pt_BR
dc.description.notaInclui bibliografia.pt_BR
dc.subject.otherProdutos biológicospt_BR
dc.subject.otherBiomassapt_BR
dc.subject.otherMicroalgaspt_BR
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11624/3582-
dc.date.accessioned2023-04-18T17:45:32Z-
dc.date.available2023-04-18T17:45:32Z-
dc.degree.grantorUniversidade de Santa Cruz do Sulpt_BR
dc.description.resumoO uso de microalgas para produzir bioprodutos que poderiam ser utilizados para alimentos, ajuda na resolução de um dos problemas mais significativos associados ao aumento da população: a produção insustentável de alimentos. Neste sentido, espécies do gênero Dunaliella, que são microalgas unicelulares flageladas halófilas pertencentes ao filo Chlorophyta, podem produzir bioprodutos com relevância industrial de alta qualidade e em grandes quantidades, tais como proteínas, glicerol e pigmentos. Entretanto, o alto custo associado ao meio de cultivo dificulta a produção destas espécies em larga escala, limitando a produção à escala laboratorial, destacando que a melhoria da produtividade pode mitigar os custos e impactos ambientais associados ao meio de cultivo. Embora existam estudos sobre a otimização de cultivo para aumentar a produtividade, algumas lacunas permanecem, como, por exemplo, os impactos econômicos e ambientais associados ao cultivo destas espécies, que comprometem a aceitabilidade pelos consumidores. Neste contexto, esta pesquisa teve por objetivo (1) analisar e identificar o potencial de espécies do gênero Dunaliella para produzir bioprodutos com relevância industrial, e as condições e caminhos para seus acúmulos, (2) avaliar o mercado para estes bioprodutos, (3) melhorar a produtividade da biomassa e dos bioprodutos utilizando diferentes composições de meio cultivo artificial, (4) identificar o gargalo relacionado ao meio de cultivo artificial e como superar os aspectos econômicos, e (5) analisar e prever diferentes cenários para a produção de bioprodutos e os impactos ambientais associados ao meio artificial. Esta tese é composta por seis artigos (dois artigos de revisão, três artigos experimentais, e uma avaliação do ciclo de vida) para abordar os objetivos alvo. Os estudos realizados demonstraram que (1) a comercialização global da biomassa de espécies de Dunaliella é promissora, especialmente para aplicações alimentícias; (2) as espécies selecionadas podem produzir proteínas de alta qualidade, pigmentos e glicerol, dependendo da salinidade e biodisponibilidade de nutrientes, principalmente nitrogênio, que impactam diretamente na composição delas; (3) aumentar a salinidade apresentou benefícios quanto à produção de glicerol, enquanto que a limitação de nitrogênio foi fundamental para o acúmulo de beta-caroteno; (4) o cloreto de sódio e sulfato de magnésio são uns dos componentes mais caros e com grande dano ambiental (principalmente à saúde humana e mudanças climáticas) no meio de cultivo artificial; (5) a substituição do cloreto de sódio por sal marinho colaborou para a redução dos custos; (6) o aumento da produtividade de biomassa, glicerol e beta-caroteno mitigou os custos e danos ambientais associados ao meio de cultivo artificial; e (7) o cultivo destas espécies para a geração de bioprodutos poder ser um vetor para a redução das emissões gás carbono, diminuindo a pegada de carbono e colaborando para a economia verde. Com a pesquisa desenvolvida podemos concluir que o cenário mais promissor para a produção de bioprodutos com relação aos impactos econômicos e ambientais depende principalmente da produtividade e da espécie utilizada: Dunaliella tertiolecta apresentou maior capacidade de adaptação e produção de biomassa e de glicerol em salinidades maiores, enquanto que Dunaliella salina, embora um pouco mais restrita em termos de meio de cultivo, apresentou grande potencial para a produção de beta-caroteno com alta qualidade em ambientes com baixa disponibilidade de nitrogênio.pt_BR
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental – Mestrado e Doutorado

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