Evaluation of the effects of sugarcane molasses as a carbon source for Ankistrodesmus gracilis and Haematococcus pluvialis (Chlorophyceae) / Avaliação do efeito do melaço de cana-de-açúcar como fonte de carbono para Ankistrodesmus gracilis e Haematococcus pluvialis (Chlorophyceae)

Abstract Two species of Chlorophyceae, Ankistrodesmus gracilis and Haemotococcus pluvialis, were used to compare and evaluate the effect of sugarcane molasses as a carbon source. Highest cell density in the two microalgae culture media was obtained in commercial culture media (CHU12 and WC). During exponential growth (day 1 to day 10), high cell density in H. pluvialis was detected for E. crassipes culture medium ranging between 0.4 x 105 cells mL-1 and 1.7 x 105 cells mL-1. Culture media were fundamental for growth under mixotrophic cultivation. Sugarcane molasses showed different results for the two microalgae with regard to growth performance, lipid and protein levels. Rates were high for H. pluvialis except lipid at the end of the experiment. In fact, A. gracilis presented almost double the lipid levels. Sugarcane molasses may be an alternative carbon source in laboratory conditions.

Resumo Duas espécies de Chlorophyceae, Ankistrodesmus gracilis e Haemotococcus pluvialis foram utilizadas para comparar o efeito do melaço de cana-de-açúcar como fonte de carbono. Nos dois meios de cultura de microalgas, a maior densidade celular foi obtida em meio de cultura comercial (CHU12 e WC). Durante o crescimento exponencial (1º ao 10º dia), detectou-se alta densidade celular em H. pluvialis para o meio de cultura E. crassipes variando entre 0,4 x 105 células mL-1 e 1,7 x 105 células mL-1. Os meios de cultura foram fundamentais para o crescimento em cultivo mixotrófico. O melaço de cana-de-açúcar apresentou resultados diferentes para as duas microalgas em relação ao crescimento, aos teores de proteína e lipídio foram mais elevados para o cultivo de H. pluvialis, exceto lipídio no final do experimento onde A. gracilis apresentou quase o dobro dos níveis de lipídio. O melaço de cana de açúcar pode ser uma fonte alternativa de carbono em condições de laboratório.

Evaluation of the effects of sugarcane molasses as a carbon source for Ankistrodesmus gracilis and Haematococcus pluvialis (Chlorophyceae)

Abstract Two species of Chlorophyceae, Ankistrodesmus gracilis and Haemotococcus pluvialis, were used to compare and evaluate the effect of sugarcane molasses as a carbon source. Highest cell density in the two microalgae culture media was obtained in commercial culture media (CHU12 and WC). During exponential growth (day 1 to day 10), high cell density in H. pluvialis was detected for E. crassipes culture medium ranging between 0.4 x 105 cells mL-1 and 1.7 x 105 cells mL-1. Culture media were fundamental for growth under mixotrophic cultivation. Sugarcane molasses showed different results for the two microalgae with regard to growth performance, lipid and protein levels. Rates were high for H. pluvialis except lipid at the end of the experiment. In fact, A. gracilis presented almost double the lipid levels. Sugarcane molasses may be an alternative carbon source in laboratory conditions.

Resumo Duas espécies de Chlorophyceae, Ankistrodesmus gracilis e Haemotococcus pluvialis foram utilizadas para comparar o efeito do melaço de cana-de-açúcar como fonte de carbono. Nos dois meios de cultura de microalgas, a maior densidade celular foi obtida em meio de cultura comercial (CHU12 e WC). Durante o crescimento exponencial (1º ao 10º dia), detectou-se alta densidade celular em H. pluvialis para o meio de cultura E. crassipes variando entre 0,4 x 105 células mL-1 e 1,7 x 105 células mL-1. Os meios de cultura foram fundamentais para o crescimento em cultivo mixotrófico. O melaço de cana-de-açúcar apresentou resultados diferentes para as duas microalgas em relação ao crescimento, aos teores de proteína e lipídio foram mais elevados para o cultivo de H. pluvialis, exceto lipídio no final do experimento onde A. gracilis apresentou quase o dobro dos níveis de lipídio. O melaço de cana de açúcar pode ser uma fonte alternativa de carbono em condições de laboratório.

Cultivo da microalga spirulina platensis em fontes alternativas de nutrientes / Culture of microalga Spirulina platensis in alternative sources of nutrients

O Brasil gera cerca de 18 milhões de toneladas de melaço por ano, com aproximadamente 50 por cento de açúcares e carece de maior quantidade de alimentos que auxiliem no combate à desnutrição. Spirulina platensis é uma microalga que pode conter 74 por cento de proteínas e, embora seja um microrganismo autotrófico, a complementação do meio de cultivo com carbono orgânico pode estimular seu crescimento. S. platensis foi cultivada em modo autotrófico com bicarbonato de sódio, e mixotrófico com 0,25; 0,50; 0,75 e 1,00 g.L-1 de melaço em pó (MEP) ou melaço líquido (MEL). A presença de MEL ou MEP resultou em crescimento por, no mínimo 35 dias, e melhores parâmetros de crescimento que os cultivos autotróficos que cresceram durante 30 dias. Utilizando ME P 0,25 g.L-1 a maior concentração de biomassa foi 2,59 g.L-1 e produtividade 0,066 g.L-1.dia-1, enquanto cultivos autotróficos alcançaram 1,44 g.L-1 e 0,045 g.L-1.dia-1. A máxima concentração de biomassa (2,83 g.L-1) e produtividade (0,098 g.L-1.dia-1) foram obtidas em MEL 0,50 g.L-1. Os resultados demonstram que o potencial brasileiro de produção de melaço pode ser explorado também para obtenção de altas concentrações de biomassa no cultivo da microalga Spirulina platensis.

Brazil produces approximately 18,000,000 tons of molasses per year, containing 50 percent of sugars. This country needs more food help for the malnourishment disease. Spirulina platensis is a microalga that contains up to 74 percent proteins. It grows photoautotrophically, but the medium complementation with organic carbon may stimulate its growth. S. platensis was grown autotrophically and mixotrofically with 0.25; 0.50; 0.75 and 1.00 g.L-1 of powder molasses (MEP) or liquid molasses (MEL). Cultures with MEL or MEP have grown for more long time (minimum 35 days) and have reached higher biomass concentration and productivity than autotrophic one, that grew during 30 days. Cultures with MEP 0.25 g.L-1 have reached biomass concentration of 2.59 g.L-1 and productivity of 0.066 g.L-1.day-1. Maximum biomass concentration (2.83 g.L-1) and productivity (0.098 g.L-1.day-1-) were reached in cultures with MEL 0.50 g.L-1. Autotrophic cultures reached 1.44 g.L-1 and 0.045 g.L-1.day-1. Results showed that the Brazilian potential of molasses production may be also exploited to obtain higher biomass concentration in the culture of microalga Spirulina platensis.

Mixotrophic growth of Nostoc sp. on glucose, sucrose and sugarcane molasses for phycobiliprotein production / Crescimento mixotrófico de Nostoc sp. Glucose, sacarose e melaço de cana-de-açúcar foram testados como substratos para produção de biomassa e ficobiliproteinas - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v29i1.121

Glucose, sacarose, and sugarcane molasses were tested as substrates for production of biomass and phycobiliproteins by Nostoc sp., varying their concentrations in relation to a mineral medium, BG11. All substrates increased the biomass and phycobiliproteins when compared with the control. Sugarcane molasses showed to be the best substrate for production of both biomass and phycobiliproteins. Greater biomass production occurred in sugarcane molasses 1.0 g L-1 and it was 5.7 times greater than the control. With glucose, it was in 2.5 g L-1 and sucrose, in 1.5 g L-1, reaching 2.5 and 4.8 times greater than the control, respectively. For phycobiliproteins, the major production was in sugarcane molasses 1.0 g L-1, 12.5 times greater than the control. With glucose, it was in 1.0 g L-1 and sucrose, in 0,5 g L-1, reaching 3.0 and 4.5 times greater than the control, respectively. The Nostoc sp. assayed can grow mixotrophically, using glucose, sucrose, and sugarcane molasses as organic substrates, and a greater production of biomass and phycobiliproteins can be reached when compared with the autotrophic growth.

Todos os substratos aumentaram a biomassa e ficobiliproteinas em relação ao controle, meio mineral BG11. Melaço de cana-de-açúcar foi o melhor substrato tanto para a produção de biomassa como de ficobiliproteinas. A maior produção de biomassa ocorreu usando melaço de cana-de-açúcar 1,0 g L-1 sendo 5,7 vezes maior que o controle. Com glucose foi em 2,5 g L-1 e sacarose 1,5 g L-1, sendo 2,5 e 4,8 vezes maior que o controle, respectivamente. A maior produção de ficobiliproteinas ocorreu usando melaço de cana-de-açúcar 1,0 g L-1 sendo 12,5 vezes maior que o controle. Com glucose foi em 1,0 g L-1 e sacarose 0,5 g L-1, 3,0 e 4,5 vezes maior que o controle, respectivamente. Nostoc sp. testado pode crescer mixotroficamente, usando glucose, sacarose e melaço de cana-deaçúcar como substratos orgânicos, uma maior produção de biomassa e ficobiliproteinas podendo ser alcançada nessas condições quando comparadas com o crescimento autotrófico.