tema 8 - bed ii
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Tema 8.As Algas e a Biotecnologia
Por:
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Conteúdos
1. Bio tecnologia 2. Microalgas e macroalgas 3. Porque algas e não plantas superiores? 4. Produção e cultivo de algas5. Algas na agricultura 6. Algas na alimentação humana 7. Ficocoloides8.. Algas na alimentação animal 9. Algas na aquariofilia10. Algas em medicina e farmacologia 11. Algas e poluição 12. Algas e energia13. Algas na industria de cosméticos 14. Conclusão15. Bibliografia
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1. Biotecnologia“Integraçao de ciencias naturais e de ciencias da engenharia visando a aplicaçao de organismos, celulas, derivados celulares e analogos moleculares para produtos e serviços.” Smith-Doerr et all. (1997)
Figura 1: Inserção da Biotecnologia em diferentes sectores produtivos
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2. Microalgas e MacroalgasSem valor taxonomico, termos usados apenas por conveniência.
Microalgas
Algas de tamanho muito reduzido, podendo apenas ser observadas recorrendo a uma lupa ou microscópio.
Macroalgas
Algas observáveis a olho nu, sem que seja necessário o recurso a objectos ópticos.
Coleochaete sp. Euglena sp.
Surirella sp.
Corallina sp.
Saccorhiza sp.
Chondrus sp.
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3. Porquê algas e não plantas superiores?
1. Crescimento mais rápido
Maior rendimento anual de biomassa
Maior produtividade
2. Algas podem ser induzidas a sintetizar e acumular altas concentrações diversos produtos.
3. Cultivo possível em:- agua marinha- Estuários- agua proveniente de outros processos de produção
4. Ciclo de vida muitas vezes mais curtos5. Menor necessidade de ocupação de espaço
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4. Produção e cultivo de algas
Fotobioreactor
Fotobioreactor
Cultivo de Gracilaria sp.
Cultivo de macroalgasCultivo de microalgas Cultivo de microalgas
Cultivo de macroalgas
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5. Algas na agricultura
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• A alimentação é uma das principais aplicações deste recurso, tendo sido provavelmente a sua primeira aplicabilidade (Chapman & Chapman, 1980).
• Hoje em dia podem-se encontrar algas e extractos nos mais variados produtos alimentares, fruto da biotecnologia: massas, barras de cereais, pastilhas elásticas, doces, bebidas, entre outros . Servem como suplementos nutricionais ou corantes alimentares naturais (Sporalaore et al. 2005)
• Porquê recorrer a algas marinhas como fonte nutritiva?– Contêm todos os aminoácidos essenciais (comparável
com o ovo– ~10x mais minerais que os encontrados nas plantas
superiores terrestres -> Modelo de proteína de alto valor biológico.
– Presença de vitaminas em grandes quantidades (B12).– Presença de quantidades superiores de fibras que em
alface e semelhante no caso da couve .– Baixos valores de gorduras e valor calórico.
(Saá, 2002)
Algas e Alimentação – Nutrição humana
© Shotoo
Wwakame (Undaria spp.) Barra de cereais de algas
Esparguete do Mar (Himanthalia elongata L.) Nori (Porphyra yezoensis, P. umbilicalis e P. tenera )
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• Fico = alga + colóide = gel• Aditivos naturais usados da
indústria alimentar:– Ácido algínico – E400– Alginato de Sódio – E401– Alginato de Potássio – E402– Alginato de Amónia – E403– Alginato de Cálcio – E404– Alginato de prpilenoglicol –
E405– Agar – E406– Carragenana – E407
(Pereira, L. As algas Marinhas e Respectivas Utilidades)
Ficocolóides
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• Propriedades conferidas pelas ficocolóides: – Viscosidade;– Estabilizante;– Gelificação (Ca+; K+).
• Onde encontramos derivados de ficocóides?– Alginatos– Ágar (Ágar-Ágar)– Carragenanas– ß-caroteno
Bibliografia:Anexos: Faccini, A. L. (2007), Importância Económica e
Cultivo de Algas Marinhas, 1-7 pp.Pereira, L. As Algas Marinhas e
Respectivas Utilidades, Departamento de Botânica (UC), 2-16 pp.
Cobelas, M. A.; Gallardo, T. (1989), Una Revisión sobre la Biotecnología de las Algas, Bot.Complutensis (Nº15) , 43-44 pp.
Aplicações de carragenanas na indústria alimentícia
Dunaliella salina – produção de ß-caroteno
Ágar-Ágar
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7. Algas na alimentação animala) Pecuária
Anabaena sp.
Ecklonia sp
Ascophyllum sp.
Spirulina sp.
b) Aquacultura e aquariofilia
Chaetoceros sp.
Thalassiosira sp.
Tetraselmis sp.
Chlorella sp.
Scenedesmos sp.
Arthrospira sp.
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8. Algas em aquariofiliaCladophora sp.
Botryocladia sp. Halymenia sp.
Valonia sp. Ochtodes sp. Ceramium sp.
Caulerpa sp. Cladophoropsis sp. Lobophora sp.
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9. Algas em medicina e farmacologia
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Género: Dunaliella
Espécie: Dunaliella salina
Fonte: http://www.google.pt/imgres?imgurl=http://77ingredients.com/wp-content/uploads/2009/05/
Género: Dunaliella
Espécie: Dunaliella bardawil
Fonte: http://www.eol.org/pages/90462
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10. Algas e Poluição
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Etanol a partir de Algas
Sargassum
É possível extrair etanol a partir de algas através da conversão do amido (componente de armazenamento) e celulose (componente da parede celular). Simplificando, os lípidos do
óleo das algas podem ser transformados em biodiesel, enquanto que os hidratos de carbono podem ser convertidos em etanol. As algas são uma óptima fonte de bioetanol
uma vez que são ricas em hidratos de carbono/polissacarídeos e paredes finas de celulose.
● Não é difícil produzir etanol a partir de algas…
O verdadeiro problema é o facto de existirem tantos outros compostos mais valiosos produzidos a partir das algas (ex: carragena, agár…). Comparativamente, o álcool é um produto de baixo preço. http://www.oilgae.com/algae/pro/eth/eth.html
Euglena gracilis
Prymnesium parvum
Glacilaria
11. Algas e energia
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Biodiesel a partir de algas
• Biodiesel: refere-se a qualquer biocombustível diesel feito a partir de materiais biológicos renováveis como óleos vegetais e gorduras animais que consistem em hidrocarbonetos saturados de cadeia longa.
Existe uma grande procura de uma fonte alternativa de combustível que seja renovável , económica e amiga do ambiente uma vez que os combustíveis fósseis se estão a esgotar rapidamente…
A produção de biodiesel a partir de algas tem sido um tema bastante discutido entre os especialistas da indústria do petróleo e conservacionistas que procuram uma fonte de energia renovável de maior confiança, segurança e fácil de alcançar.
O óleo extraído das algas é um óleo vegetal chamado “petróleo verde”, semelhante ao petróleo bruto, que é, posteriormente, transformado em biodiesel (através de um processo de “transesterificação”).
http://www.oilgae.com/algae/oil/biod/biod.html
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Hidrogénio a partir de algas• As algas são uma das fontes mais promissoras no que toca a produção de hidrogénio (chamado combustível
do futuro).
Já era de conhecimento geral que a maioria das algas produziam hidrogénio durante o processo de fotossíntese porem, acredita-se que e possível modificar geneticamente algumas espécies de algas de modo a fabricar hidrogénio de forma viável.
• Inicialmente, criou-se uma alga mutante tendo esta triplicado o hidrogénio produzido pela alga.
Existem 3 métodos de produção de hidrogénio a partir de algas:-Processos bioquímicos,-Gaseificação,
-Reformação a vapor de metano.
http://www.marcasepatentes.pt/files/collections/pt_PT/1/300/302/Utiliza%C3%A7%C3%A3o%20de%20algas%20para%20a%20produ%C3%A7%C3%A3o%20de%20biocombust%C3%ADveis.pdf
Se o processo para criar uma alga geneticamente manipulada para potenciar a produção de hidrogénio foi cumprido, isto significa que será possível a curto prazo produzir bioreactores que produzam hidrogénio durante a fase de desenvolvimento das algas.
http://movv.org/2007/11/09/algas-que-produzem-biocombustiveis-e-hidrogenio/
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Fonte: http://www.mer-littoral.org/52/photo-asparagopsis-armata-wb02.php
Género: Asparagopsis
Espécie: Asparagopsi armata
Fonte: Fiona Crouch - Asparagopsis armata at Wembury Point.
12. Algas na industria de cosméticos
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14. Bibliografia• N.M, HENRIQUES, J.C NAVALHOJ.C VARELA, M.L CANCELA, Dunaliella: uma fonte natural de beta-caroteno com
potencialidades de aproveitamento biotecnológico, Universidade do Algarve (UCTRA), Lab.Biologia Molecular 2.13.• J, NAVALHO (1998), Biotecnologia de Dunaliella salina para produçao de beta-caroteno, Tese de mestrado em
Aquacultura, Universidade do Algarve (Unidade de Ciências e Tecnologias dos Recursos Aquáticos)• BENEMANN, J.R.; TILLETT, D.M .; WEISSMAN, J.C. (1987), Microalgal Biotechnology, Universidade de Cambridge:28-59• J MORRIS, HUMBERT ET. AL, Protein Hydrolysates from the alga Chlorella vulgaris 87/1 with potentialities in
immunonutrition – Center for Studies on industrial Biotechonology• VONSHAK, A. (1995), Recent advances in microalgal biotechnology – Biotech.Adv. 8:709-727• Lee, R. E., Phycology, 2ª edição, Universidade de Cambridge, 1989, Estados Unidos da América• Santos, L. M., Pereira, L., Macroalgas – Chaves simples para identificação de alguns géneros, Algoteca do Departamento
de Botanica da Universidade de Coimbra, 2007, Coimbra.• Santos, M. F., Santos, L. M. A., Iniciaçao ao estudo das Microalgas, Algoteca do Departamento de Botanica da
Universidade de Coimbra, 2000, Coimbra• Bell, P. R., Hemsley, A. R., Green Plants – Their Origin and Diversity, 2ª ediçao, Universidade de Cambridge, 2000, Reino
Unido• Richmond, A., Handbook of microalgal culture – Biotechnology and Applied phycology, Blackwell Science, 2004• Stevenson , J. R., Bothwell, M. L., Lowe, R. L., Algal Ecology – Freshwater Benthic Ecosystems, Academic Press, 1996,
Estados Unidos da America.• Bhakuni, D. S., Rawat, D. S., Bioactive Marine Natural Products, Anamaya Publishers, 2005, India• Faccini, A. L. (2007), Importância Económica e Cultivo de Algas Marinhas, 1-7 pp.• Pereira, L. As Algas Marinhas e Respectivas Utilidades, Departamento de Botânica (UC), 2-16 pp.• Cobelas, M. A.; Gallardo, T. (1989), Una Revisión sobre la Biotecnología de las Algas, Bot.Complutensis (Nº15) , 43-44 pp.
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