Tema 8.As Algas e a Biotecnologia

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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

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

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.

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

4. Produção e cultivo de algas

Fotobioreactor

Fotobioreactor

Cultivo de Gracilaria sp.

Cultivo de macroalgasCultivo de microalgas Cultivo de microalgas

Cultivo de macroalgas

5. Algas na agricultura

• 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 )

• 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

• 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

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.

8. Algas em aquariofiliaCladophora sp.

Botryocladia sp. Halymenia sp.

Valonia sp. Ochtodes sp. Ceramium sp.

Caulerpa sp. Cladophoropsis sp. Lobophora sp.

9. Algas em medicina e farmacologia

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

10. Algas e Poluição

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

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

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/

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

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

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Universidade de Coimbra, 2000, Coimbra• Bell, P. R., Hemsley, A. R., Green Plants – Their Origin and Diversity, 2ª ediçao, Universidade de Cambridge, 2000, Reino

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