Pesquisadores do Grupo de Biotecnologia Molecular, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP, estão desenvolvendo um fotobiorreator customizado, de alto desempenho, dedicado ao cultivo em larga escala da microalga Haematococcus pluvialis. Essa microalga produz um poderoso antioxidante – a astaxantina.
Esse antioxidante é 550 vezes mais potente que a vitamina E, e 10 vezes mais poderoso que o β-caroteno, podendo influenciar positivamente na redução das dores nas articulações, artrite e dores nas costas. A astaxantina também é conhecida pela proteção contra fenômenos oxidativos na pele, no sistema nervoso central, no cérebro e no sistema ocular, estimulando o sistema imunológico.
Na natureza, a astaxantina tem papel definido e indispensável: serve para proteger as microalgas quando submetidas ao estresse (água insuficiente, luz solar excessiva ou temperatura inadequada). Submetidas a condições extremas, essas microalgas desenvolvem espontaneamente um mecanismo de autodefesa natural, produzindo astaxantina que as protege.
As microalgas representam um dos mais promissores recursos para a criação de novos produtos, com aplicações em diversos setores, como, por exemplo, alimentar, cosmético, farmacêutico, e até combustível. Contudo, no caso da Haematococcus pluvialis, o seu cultivo em escala comercial apresenta vários desafios em consequência do seu lento crescimento, além de seu complexo ciclo de vida, tendo em vista que sua reprodução é tanto sexuada, quanto assexuada.
A pesquisadora e colaboradora da pesquisa, Patrícia Franklin Mayrink Nogueira, da Universidade Estadual Paulista (Unesp), diz que, atualmente, algumas empresas – principalmente as voltadas à produção de cosméticos – têm trabalhado com a astaxantina sintética. No entanto, ao contrário da molécula natural, a sua congênere artificial pode acarretar problemas funcionais ainda desconhecidos.
“Além de a astaxantina natural ser um fator de marketing, pois as empresas estariam utilizando um produto natural favorável ao meio-ambiente, a produção de microalgas em larga escala permite a absorção de CO2, gás que, em grande quantidade, é prejudicial”, diz a especialista.
O estudo faz parte do projeto de colaboração Brasil-União Européia, “Centro de Processos Biológicos e Industriais para Biocombustíveis / CeProBio”, sob a coordenação do professor Igor Polikarpov, do IFSC, que tem como uma das linhas de pesquisa a produção de biomassa. Nos últimos anos, cresceu o interesse na utilização de microalgas para a produção de energia renovável e substâncias nutracêuticas de alto valor comercial. Hoje, sabe-se que alguns microrganismos produzem o citado carotenoide, porém, a concentração desse nutriente é muito maior em Haematococcus pluvialis.
Fotobiorreator
O fotobiorreator para a produção da microalga está sendo desenvolvido pelo doutorando em Biotecnologia João Fernando Possatto, do IFSC, sob orientação dos professores Igor Polikarpov e Vanderlei Salvador Bagnato, ambos do IFSC, e com a colaboração da pesquisadora Patrícia. O sistema deverá otimizar a produção de biomassa da microalga, além da obtenção da astaxantina, através da otimização dos diversos parâmetros que envolvem o processo de cultivo.
Os pesquisadores analisam as melhores condições de cultivo para a produção de biomassa, assim como os parâmetros de indução da produção de astaxantina, visando várias frentes: otimização do crescimento celular e obtenção do citado pigmento; determinando qual o melhor método para estressar as microalgas; testando a eficiência de diversos tipos de fontes artificiais de luz para esse processo; calculando o custo/benefício do sistema; e verificando a viabilidade de o sistema operar em escala industrial.
O excesso de luz solar é capaz de estressar a microalga, porém, o doutorando explica que é essencial controlar a intensidade luminosa, para proporcionar condições ótimas para o cultivo da Haematococcus pluvialis na fase vegetativa. Por esse motivo, os pesquisadores apostam no desenvolvimento do fotobiorreator que utiliza fontes de luz artificial passível de ser controlada em cada fase do processo de obtenção de biomassa e astaxantina.
Com o protótipo piloto do fotobiorreator constituído e o último teste finalizado, espera-se que seja viabilizado o cultivo da Haematococcus pluvialis, permitindo a inserção do Brasil na comercialização da astaxantina, o que refletirá positivamente em diversas vertentes, seja na área de energia limpa, na indústria de alimentos, ou inclusive na área da saúde.
Rui Sintra / Assessoria de Comunicação do IFSC
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