Triagem baseada na pegada metabólica de cepas de microalgas para a biorremediação de vinhaça de cana-de-açúcar

Abstract

A vinhaça de cana-de-açúcar é um dos principais efluentes produzidos nas destilarias de etanol com cerca de 300 bilhões de litros produzidos anualmente no Brasil. Embora altamente poluente, sua diversidade de compostos orgânicos e nutrientes a torna uma matéria-prima com potencial para uso em biorrefinarias, com o objetivo de simultaneamente remediar esse efluente e produzir biomassa algal de alto valor agregado. Neste estudo, foram realizadas triagens com dez cepas de microalgas da Coleção de Microrganismos e Microalgas Aplicadas à Agroenergia e Biorrefinarias (CMMAABio), localizada na Embrapa Agroenergia (DF, Brasil), que foram avaliadas quanto à sua capacidade de crescer em vinhaça e de consumir seus componentes orgânicos e inorgânicos, resultando em sua remediação. Em seguida, as cepas Embrapa|LBA39 e Embrapa|LBA40 foram selecionadas para o cultivo em fotobiorreatores automatizados (FBRs). As triagens foram acompanhadas diariamente com base em medições de densidade óptica (DO). Análises comparativas de pegada metabólica foram realizadas utilizando técnicas de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e de cromatografia gasosa associada à espectrometria de massas (CG-EM) entre amostras coletadas no dia 0 e em diferentes dias de cultivo. Essas técnicas foram capazes de detectar, respectivamente, o teor de seis íons (cloreto, nitrato, malato, sulfato, fosfato e citrato), além de mais de 50 moléculas orgânicas, incluindo uma série de ácidos orgânicos, aminoácidos, álcoois, ácidos graxos e açúcares. Todas as cepas demonstraram indícios crescimento em vinhaça com pH ajustado para 7,0, e os resultados das análises de composição do meio de cultivo indicaram consumo significativo de metabólitos pela cepa Embrapa|LBA40 nas duas triagens realizadas, bem como redução do teor de fosfato em quatro das dez cepas. Esses dados, juntamente com a curva de crescimento de cada microalga, apontam para a seleção das cepas de microalgas Embrapa|LBA39 e Embrapa|LBA40 como candidatos a futuros processos de escalonamento dos volumes de cultivo.