Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://hdl.handle.net/11624/3953
Autor(es): | Butzke, Valéria Louzada Leal |
Título: | Explorando o potencial biotecnológico de Euglena Gracilis como estratégia para inovações na produção de bioprodutos e soluções ambientais sustentáveis. |
Data do documento: | 2024 |
Resumo: | As microalgas, como um grupo de organismos altamente diversos, têm sido amplamente reconhecidas por suas inúmeras aplicações, que vão desde o tratamento de efluentes até a biotecnologia e o desenvolvimento de bioprodutos. No entanto, a vasta biodiversidade dessas espécies ainda é subexplorada, com poucas sendo investigadas em profundidade, o que limita o aproveitamento total de seu potencial. Euglena gracilis (Euglenophyceae) é uma espécie com um impressionante histórico evolutivo, refletido em sua resistência e adaptabilidade a condições ambientais extremas, além de seu metabolismo sofisticado e versátil, que permite a síntese de uma ampla gama de biomoléculas bioativas de alto valor agregado, como ácidos graxos poli-insaturados, aminoácidos, vitaminas (C e E) e biomoléculas exclusivas, como o ß-1,3-D-glucano (paramilo) e euglenatídeos. Neste contexto, o principal objetivo desta pesquisa foi investigar o potencial biotecnológico de E. gracilis, por meio de sua caracterização bioquímica e avaliação de suas atividades biológicas, com ênfase no potencial antioxidante e bioestimulante, ao mesmo tempo em que se explora seu uso em soluções ambientais sustentáveis, como o tratamento de efluentes. A metodologia envolveu o cultivo da microalga em condições foto e mixotróficas, utilizando diferentes meios e condições de cultivo: BG11 convencional, BG11 modificado enriquecido com fertilizante mineral NPK (BG11NPK), Meio Efluente Urbano Sintético (MEUS), além de águas residuais naturais provenientes de suinocultura diluídas a 25% (P25) e pré-tratadas com foto-Fenton (PF). Foram avaliados parâmetros de crescimento e produtividade e a composição bioquímica foi analisada por meio de técnicas convencionais e alternativas, como cromatografia e espectroscopia FTIR. O potencial antioxidante e bioestimulante foi avaliado através do índice de germinação e ensaios de Oxygen Radical Absorbance Capacity (ORAC). Além disso, foram utilizados métodos padrão para análise de efluentes, com foco na eficiência de E. gracilis na remoção de nutrientes das águas residuais de suinocultura. Os resultados demonstraram crescimento e produtividade consistentes nos meios alternativos e águas residuais, com destaque para sua viabilidade em águas residuais de suinocultura, promovendo a redução de nutrientes e a produção de biomassa rica em compostos bioativos, especialmente com atividade bioestimulante. A utilização de espectroscopia FTIR, combinada com análises multivariadas, forneceu insights sobre como as condições de cultivo influenciam o metabolismo e a capacidade antioxidante da microalga, permitindo a otimização da produção de compostos de interesse. Essa abordagem se mostrou eficaz para uma avaliação preliminar da composição celular de E. gracilis de maneira sustentável, minimizando o uso de reagentes químicos e reduzindo o tempo de análise. Os resultados demonstram o potencial da microalga para a produção de bioprodutos de alto valor agregado, simultaneamente ao seu uso como ferramenta no tratamento de efluentes. Esse estudo reflete não apenas os benefícios ambientais, como a remoção de nutrientes de águas residuais, mas também os ganhos biotecnológicos, com a produção de compostos bioativos de interesse industrial. Este trabalho estabelece as bases para a aplicação de E. gracilis em processos industriais, com impacto na sustentabilidade ambiental. |
Resumo em outro idioma: | Microalgae, as a group of highly diverse organisms, have been widely recognized for their numerous applications, ranging from wastewater treatment to biotechnology and the development of bioproducts. However, the vast biodiversity of these species remains underexplored, limiting the full potential of this group. Euglena gracilis (Euglenophyceae) is a species with an impressive evolutionary history, reflected in its resistance and adaptability to extreme environmental conditions, as well as its sophisticated and versatile metabolism, which allows for the synthesis of a wide range of high-value bioactive biomolecules, such as polyunsaturated fatty acids, amino acids, vitamins (C and E), and exclusive biomolecules, such as β-1,3-D-glucan (paramylon) and euglenatides. In this context, the main objective of this research was to investigate the biotechnological potential of E. gracilis through its biochemical characterization and evaluation of its biological activities, with an emphasis on antioxidant and biostimulant potential, while also exploring its use in sustainable environmental solutions, such as wastewater treatment. The methodology involved culturing the microalga under photo- and mixotrophic conditions, using different media and cultivation conditions: conventional BG11, modified BG11 enriched with mineral fertilizer NPK (BG11NPK), Synthetic Urban Effluent (SUE), as well as natural wastewater from pig farming diluted to 25% (P25) and pre-treated with photo-Fenton (PF). Growth and productivity parameters were assessed, and the biochemical composition was analyzed through conventional and alternative techniques, such as chromatography and FTIR spectroscopy. The antioxidant and biostimulant potential were evaluated through germination index and Oxygen Radical Absorbance Capacity (ORAC) assays. Additionally, standard methods for effluent analysis were used, focusing on the efficiency of E. gracilis in nutrient removal from piggery wastewater. The results demonstrated consistent growth and productivity in alternative media and wastewater, emphasizing its viability in piggery wastewater, promoting nutrient reduction and producing biomass rich in bioactive compounds, especially with biostimulant activity. FTIR spectroscopy, combined with multivariate analyses, provided insights into how cultivation conditions influence the metabolism and antioxidant capacity of the microalga, allowing for the optimization of the production of target compounds. This approach proved effective for a preliminary evaluation of the cellular composition of E. gracilis in a sustainable manner, minimizing the use of chemical reagents and reducing analysis time. The results demonstrate the potential of the microalga to produce high-value bioproducts, simultaneously with its use as a tool in wastewater treatment. This study reflects not only environmental benefits, such as removing nutrients from wastewater but also biotechnological gains, with the production of bioactive compounds of industrial interest. This work establishes the foundation for applying E. gracilis in industrial processes, with an impact on environmental sustainability. |
Nota: | Inclui bibliografia. |
Instituição: | Universidade de Santa Cruz do Sul |
Curso/Programa: | Programa de Pós-graduação em Tecnologia Ambiental |
Tipo de obra: | Tese de Doutorado |
Assunto: | Microalgas Antioxidantes |
Orientador(es): | Corbellini, Valeriano Antônio |
Coorientador(es): | Schneider, Rosana de Cassia de Souza |
Aparece nas coleções: | Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental – Mestrado e Doutorado |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|
Valéria Louzada Leal Butzke.pdf | 3.07 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Este item está licenciado sob uma Licença Creative Commons