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Tipo do documento: Tese
Title: Maximização da síntese de carotenoides mediante a fotoestimulação do crescimento da microalga Tetradesmus sp
Other Titles: Maximization of carotenoid synthesis by photostimulation of Tetradesmus sp. growth.
Autor: Gonçalves, Vanessa Daneluz 
Primeiro orientador: Klen, Márcia Regina Fagundes
Primeiro coorientador: Trigueros, Daniela Estelita Goes
Primeiro membro da banca: Klen, Márcia Regina Fagundes
Segundo membro da banca: Módenes, Aparecido Nivaldo
Terceiro membro da banca: Suzaki, Pedro Yahico Ramos
Quarto membro da banca: Schuelter, Adilson Ricken
Resumo: Esta pesquisa teve como objetivo maximizar a produção de carotenoides da Tetradesmus sp. via processo de fotoestimulação em diferentes faixas espectrais (visível, vermelho, amarelo, verde e azul) e intensidades luminosas (13 a 595 μmol m-2 s-1). Por meio do planejamento experimental Plackett-Burman, foram avaliados os efeitos dos fatores: intensidade luminosa, fotoperíodo, pH e concentrações de NaCl e nitrogênio na resposta de carotenoides (astaxantina, β-caroteno e licopeno). Com o Delineamento Composto Central Rotacional, foram ajustados modelos de regressão com os fatores significativos, os quais foram posteriormente otimizados para predizer a máxima resposta de carotenoides. Entre os resultados, a ANOVA (α = 0,05) sugeriu maior síntese de carotenoides em cultivos da Tetradesmus sp. sob a combinação espectral vermelho:verde (50%:50%) na intensidade de 50 μmol m-2 s-1, onde foi obtida elevada produção de carotenoides (6,09 ± 0,29 mg g-1). No planejamento experimental Plackett-Burman foi observado efeito (α = 0,10) dos fatores intensidade luminosa e fotoperíodo. Os modelos ajustados com estes fatores apresentaram coeficiente de determinação entre 0,90 ≤ R² ≤ 0,95. A otimização resultou em valores máximos de carotenoides em mg g-1 com o cultivo da Tetradesmus sp. sob 85 μmol m-2 s-1 de intensidade luminosa e 15,8:8,2 h (luz:escuro) de fotoperíodo; e máxima produção de carotenoides em mg L-1 sob 595 μmol m-2 s-1 por 24 h. A validação experimental dos valores preditos pelos modelos, resultou na síntese de 7,6 mg g-1 de astaxantina, 9,1 mg g-1 de β-caroteno e 4,8 mg g-1 de licopeno; assim como a produção de 12,1 mg L-1 de astaxantina, 12,8 mg L-1 de β-caroteno e 5,5 mg L-1 de licopeno. Todos os resultados permaneceram dentro do intervalo de confiança de 95% calculado para os valores preditos pelos modelos. Este trabalho mostrou uma estratégia inovadora no segmento de pesquisa com microalgas, com resultados promissores em termos de aplicação industrial, dada a elevação da produção de carotenoides pela Tetradesmus sp. de 1,67 mg g-1 determinada nos estudos preliminares, para os obtidos ao final do processo de otimização.
Abstract: This research aimed to maximize the carotenoids production of Tetradesmus sp. by photostimulation in different spectral bands (visible, red, yellow, green and blue) and luminous intensities (13 to 595 μmol m-2 s-1). The effect of the factors: light intensity, photoperiod, pH, NaCl and nitrogen concentrations in the response of carotenoids (astaxanthin, β-carotene and lycopene) were evaluated using the Plackett-Burman experimental design. With Central Composite Rotatable Design, regression models were fitted with the factors, which were optimized to predict maximum carotenoid response. Among the results, ANOVA (α = 0.05) suggested a higher synthesis of carotenoids in Tetradesmus sp. under the spectral combination red: green (50%: 50%) in the intensity of 50 μmol m-2 s-1, where high production of carotenoids (6.09 ± 0.29 mg g-1). In the Plackett-Burman experimental design, effects of light intensity and photoperiod were observed (α = 0.10). The adjusted models with these factors presented coefficient of determination between 0.90 ≤ R² ≤ 0.95. The optimization resulted in maximum values of carotenoids in mg g-1, with the cultivation of Tetradesmus sp. under 85 μmol m-2 s-1 of light intensity and 15.8:8.2 h (light:dark) of photoperiod, and maximum carotenoid production in mg L-1 under 595 μmol m-2 s-1 for 24 h. The experimental validation of the values predicted by the models resulted in the synthesis of 7.6 mg g -1 astaxanthin, 9.1 mg g-1 β-carotene and 4.8 mg g-1 lycopene; as well as the production of 12.1 mg L-1 astaxanthin, 12.8 mg L-1 β-carotene and 5.5 mg L-1 lycopene. All results remained within the 95% confidence interval calculated for the values predicted by the models. This work showed an innovative strategy in the research segment with microalgae, with promising results in terms of industrial application, due to the increase in the synthesis of carotenoids by Tetradesmus sp. of 1.67 mg g-1 determined in the preliminary studies, to those obtained at the end of the optimization process.
Keywords: Fotobiorreator
LED
Carotenoide
Photobioreactor
Carotenoid
CNPq areas: ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Campun: Toledo
Citation: GONÇALVES, Vanessa Daneluz. Maximização da síntese de carotenoides mediante a fotoestimulação do crescimento da microalga Tetradesmus sp. 2019. 152 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná,Toledo, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.unioeste.br/handle/tede/4557
Issue Date: 15-Jul-2019
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Química (TOL)

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