Jornal de termodinâmica e catálise
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Abstrato

Ruptura celular e extração líquida pressurizada de carotenoides de microalgas

Josef Taucher, Sascha Baer, Philipp Schwerna, Dominik Hofmann, Magdalena Hümmer, Rainer Buchholz and Anna Becker

As microalgas são organismos muito promissores para a produção de compostos de alto valor, como carotenoides. No entanto, seu uso comercial é até agora dificultado pela falta de processos eficientes e atualmente viáveis ​​para muito poucas linhagens. Um dos fatores mais relevantes é o alto esforço para processamento posterior, por exemplo, ruptura e extração de células. Assim, os estudos apresentados foram dedicados a investigar e otimizar essas duas etapas para a produção de carotenoides com microalgas. Seis técnicas diferentes de ruptura de células (homogeneizador de alta pressão, moinho de bolas, Ultra Turrax, congelamento e descongelamento repetidos, liofilização, ultrassonicação) foram comparadas em escala de laboratório para três espécies: Haemotococcus pluvialis , Chromochloris zofingiensis e Chlorella sorokiniana . A recuperação de carotenoides foi determinada via HPLC-UV/Vis após extração com solvente pressurizado. Além disso, fatores que influenciam os métodos de extração aplicados, como solvente, temperatura, duração e número de ciclos, foram otimizados para atingir as maiores taxas de recuperação. Enquanto métodos mecânicos brutos, como moinho de bolas e homogeneizador de alta pressão, mostraram a maior efetividade para ruptura celular de todas as três linhagens investigadas, a influência de métodos não mecânicos - ou seja, ciclos repetidos de congelamento e descongelamento - na eficiência da extração de astaxantina, luteína e β caroteno aumentou inversamente proporcional ao tamanho da célula e à rigidez da parede celular. Para H. pluvialis, congelamento e descongelamento repetidos resultaram em um fator 240 vezes menor de rendimento de extração em comparação com o homogeneizador de alta pressão, enquanto ambos os métodos foram comparáveis ​​para C. sorokiniana . Dos seis solventes testados, o diclorometano resultou no maior rendimento de recuperação de caroteno, três vezes maior em comparação com o n-hexano. A variação da temperatura de extração da temperatura ambiente para 120 °C mostrou um ótimo a 60 °C. A extração quase completa foi alcançada após um ciclo de 10 minutos. Os dados apresentados aqui demonstram a necessidade de otimização em escala de laboratório do processo de ruptura e extração de células para aumento de escala futuro