Desenvolvimento de um método analítico para determinação do teor de lipídeos em microalgas visando a produção de biodiesel

Abstract

Atualmente tem-se buscado novas fontes de energia consideradas limpas devido aos problemas que existem no setor de combustíveis que depende quase inteiramente dos combustíveis derivados do petróleo que vêm se tornando cada vez mais raros e provocam diversos problemas ambientais e à saúde humana. Uma destas “novas” fontes energéticas é o biodiesel que são os monoalquil ésteres de ácidos graxos presentes em animais e vegetais. O biodiesel originado de plantas oleaginosas tem sido o tipo mais comum produzido no mundo. Contudo não atende realisticamente a demanda mundial. Portanto, estão sendo feitos estudos para utilizar fontes alternativas de óleo, como as microalgas, que têm elevada produção de biomassa e se acredita que podem ser capazes de produzir altas concentrações lipídicas. Neste trabalho buscou-se desenvolver um método analítico para determinar quantidade lipídeos em microalgas que fosse de simples manuseio, robusto e de baixo custo de análise. Para tal estudou-se quatro técnicas de análise. Na espectroscopia de infravermelho distante utilizou-se o pico da ligação C=O para detecção dos lipídeos nas microalgas das espécies Haematococcus pluvialis e Nannochloropsis sp., porém os valores encontrados não puderam ser atribuídos com certeza aos lipídeos devido à presença de outras substâncias que interferem no resultado da análise. Na espectrofluorimetria utilizou-se o corante vermelho do Nilo que se associa aos lipídeos presentes nas células microalgais e obteve-se uma correlação entre a radiação de fluorescência e o teor de lipídeos neutros presentes nas microalgas da espécie Nannochloropsis sp., tendo sido calculado o valor de 4,4% e 4,8% de lipídeo para cultivos com 4 e 6 dias de cultivo. Duas técnicas cromatográficas foram comparadas entre si e os valores de teor de lipídeos encontrados nos extratos das microalgas das espécies Desmodesmus sp. Dunaliella salina, Dunaliella tertiolecta e Nannochloropsis sp.demonstraram ser próximos em ambas com diferença de aproximadamente 16%nos valores encontrados. Ao final desse estudo conclui-se que as técnicas espectrométricas apresentam melhores resultados qualitativos e as técnicas cromatográficas possuem um grande potencial para determinar a concentração de lipídeos nos extratos, apesar de sofrerem muita variação no resultado de acordo com o método de extração de lipídeos empregado

Due to notorious problems on the fuel sector which depends almost entirely on fossil fuels, derived from petroleum that is becoming increasingly rare and causes many problems to the environmental and human health, new sources of energy considered clean has been sought. One of these "new" energy sources is biodiesel (monoalkyl esters of fatty acids present in animals and plants). The biodiesel originated from oilseeds is the most common type produced worldwide. But, realistically does not meet global demand. Therefore, studies are being made to use alternative oil sources, such as microalgae, which have high biomass production, and are known to be capable of high lipid production. This study aimed to develop an analytical method to determine lipid in microalgae that would be simple to use, robust and of low cost analysis. For this purpose we studied the techniques of far infrared spectroscopy, spectrofluorimetry, thin layer chromatography and gas chromatography. In the far infrared spectroscopy the peak of C = O bond at a wave number of 1750 cm-1was used for lipids detection in microalgae Haematococcus pluvialis and Nannochloropsis sp. The values found could not be assigned with certainty to neutral lipids due to the presence of other substances that interfered with the analysis result, such as the pigment astaxanthin. For spectrofluorimetry analyses the lipophilic dye Nile red was employed, which associated with neutral lipids present in microalgal cells made it possible to obtain a correlation between the fluorescence radiation and the content of neutral lipids present in the microalgae of the species Nannochloropsis sp. The value of 4.4% and 4.8% of lipids in dry biomass was calculated for strains after 4 and 6 days of cultivation. Chromatographic techniques were compared to each other and the lipid content values found in the hexane extracts of microalgae species Desmodesmus sp., Dunaliella salina, Dunaliella tertiolecta and Nannochloropsis sp. were similar in both techniques with standard deviation of approximately 16% in the values found. At the end of this study it was concluded that both spectrometric techniques are best performing as qualitative analyses and chromatographic techniques have great potential to determine the lipid quantity present in microalgae extract, although results depend highly on the lipid extraction method employed.