Avaliação de cultivos de Kappaphycus alvarezii em diferentes condições climáticas e hidrólise enzimática do resíduo gerado pós-processamento de Carragena

Abstract

Kappaphycus alvarezii é uma macroalga vermelha utilizada principalmente para produção industrial de hidrocolóides (principalmente carragena). O cultivo de K. alvarezii foi estabelecido como uma atividade econômica importante em mais de 20 países. Os principais componentes da biomassa de K. alvarezii são carboidratos. O processamento de carragena a partir de K. alvarezii promove a formação de um resíduo rico em glucana. Objetivo: Avaliar o desenvolvimento de cultivos de K. alvarezii em diferentes condições climáticas e averiguar o efeito da hidrólise enzimática sobre os resíduos obtidos pós-processamento de carragena. Métodos: A parte experimental envolveu o cultivo de 4 cepas de K. alvarezii ao longo de um ano no oceano atlântico em Ubatuba-SP. A partir dos dados dos cultivos foram calculadas as velocidades de crescimento e produtividades. Cultivos selecionados com base nos dados de produtividade foram previamente misturados e homogeneizados e submetidos a um pré-tratamento com KOH 6%. As biomassas previamente pré-tratadas com KOH 6% foram extraídas com água para a obtenção das carragenas e dos resíduos. As frações obtidas no processamento foram caracterizadas quimicamente. Os resíduos foram hidrolisados enzimaticamente com celulases comerciais. Resultados: Foram diferenciados três níveis de produtividade (A, setembro-dezembro de 2013; B, janeiro-março de 2014; C, abril-junho 2014). Os valores de produtividade foram maiores no nível B e intermediários nos níveis A e C. Os valores de produtividade e velocidade de crescimento dos cultivos foram correlacionados em função da temperatura e transparência. Os principais componentes avaliados na biomassa dos cultivos em estudo foram galactanas, glucanas, cinzas, proteínas, aromáticos insolúveis, grupos sulfatos e lipídeos. Os teores médios dos componentes nas amostras não tratadas referentes aos níveis A B e C foram de 40,8%, 44,3% e 34,4% (galactanas), 13,1%, 14,9% e 13,1% (glucanas), 14,8%, 14,8% e 12,5% (cinzas), 4,6%, 4,1% e 2,1% (proteínas), 3,1%, 3,6% e 3% (aromáticos insolúveis), 11,3%, 13,7% e 12,1% (grupos sulfato) e 8,3%, 1,8% e 5% (lipídeos), respetivamente. Após o pré-tratamento com KOH 6% as amostras sofreram redução das frações de galactanas, glucanas e proteínas. As carragenas obtidas mostraram um enriquecimento das frações de galactanas, cinzas e proteína, sendo similares a uma carragena comercial. Os resíduos obtidos mostraram um enriquecimento da fração de glucanas. Os teores brutos médios de glucanas nos resíduos referentes aos níveis A B e C foram de 31,5%, 34,3% e 32,6%, respectivamente. As hidrólises enzimáticas das frações de glucanas dos resíduos obtidos culminaram em uma conversão de 100%, para ambos os níveis em estudo. Conclusão: A macroalga K. alvarezii foi capaz de se desenvolver em todas as estações climáticas do ano. A hidrólise enzimática da fração de glucana dos resíduos indicaram que a formação de glicose a partir de glucana independe dos diferentes cultivos e cepas em estudo. Desta forma, os hidrolisados de glicose mostraram potencial para produção de bioprodutos e/ou biocombustíveis.