RESUMO Os carotenoides compreendem uma classe de mais de 600 pigmentos naturais, cujo potencial biológico está relacionado à sua atividade antioxidante, regulação do crescimento celular, modulação da resposta imune e da atividade anti-inflamatória. A Haematococcus pluvialis é uma microalga verde, conhecida por sintetizar e acumular grandes quantidades de carotenoides, entre estes a astaxantina. Este trabalho teve como objetivo preparar e caracterizar extratos secos de H. pluvialis pela técnica de secagem em torre de aspersão, avaliando o efeito do emprego de adjuvantes farmacêuticos e dos parâmetros de secagem sobre as características finais dos extratos secos. Além disso, as atividades antioxidante e citotóxica dos carotenoides obtidos a partir dos extratos secos foram avaliadas. Quando a extração dos carotenoides a partir da biomassa da microalga foi avaliada, altos valores de rendimento que variaram entre 87,8% e 94,6% foram obtidos. Após a extração e a secagem por pulverização não foram observadas diferenças na morfologia das partículas e os valores de densidade aparente e compactada não parecem ser afetados quando as diferentes condições de secagem por pulverização foram testadas. Observou-se que o aumento da temperatura e concentração do adjuvante de secagem proporcionou redução do teor de carotenoides totais. Os valores da atividade antioxidante dos extratos de carotenoides variaram entre 55,78 e 77,83%, com os menores valores verificados para os extratos secos preparados com a maior temperatura de entrada. A avaliação da atividade antiproliferativa dos extratos de carotenoides demonstrou que as maiores concentrações testadas reduziram de 66,58 e 82,91% a viabilidade de células de melanoma murino B16F10. Assim, o conjunto de resultados demonstrou que a obtenção de extratos secos a partir da biomassa de Haematococcus pluvialis visando a produção de matérias-primas farmacêuticas utilizando a secagem em torre de aspersão (spray dryer) é promissor especialmente, com altos valores de carotenoides totais e sem perda significativa da atividade antioxidante.

ABSTRACT Carotenoids comprise a class of more than 600 natural pigments whose biological potential is related to their antioxidant activity, regulation of cell growth, modulation of the immune response and anti-inflammatory activity. Haematococcus pluvialis is a green microalga known to synthesize and accumulate large amounts of carotenoids, among them astaxanthin. The objective of this work was to prepare and characterize dry extracts of H. pluvialis by spray drying technique, evaluating the effect of the use of pharmaceutical adjuvants and the drying parameters on the final characteristics of dry extracts. In addition, the antioxidant and cytotoxic activities of the carotenoids obtained from the dried extracts were evaluated. When the extraction of the carotenoids from the microalgae biomass was evaluated, high yield values ranging from 87.8% to 94.6% were obtained. After extraction and spray drying no differences in particle morphology were observed and bulk density and compacted values did not appear to be affected when different spray drying conditions were tested. It was observed that increasing the temperature and concentration of the drying aid provided a reduction in the total carotenoid content. The antioxidant activity values of carotenoid extracts varied between 55.78 and 77.83%, with the lowest values observed for the dry extracts prepared with the highest inlet temperature. The evaluation of the antiproliferative activity of carotenoid extracts showed that the highest concentrations tested reduced the viability of B16F10 murine melanoma cells from 66.58 and 82.91%. Thus, the results set showed that the extraction of dry extracts from the biomass of Haematococcus pluvialis for the production of pharmaceutical raw materials using spray drying is especially promising, with high total carotenoid values, and without significant loss of antioxidant activity.

O aumento da emissão de CO2 e de outros gases efeito estufa tem gerado debates em nível mundial sobre alterações climáticas e estimulado o desenvolvimento de estratégias mitigadoras. Trabalhos nessa área incluem sequestro de CO2 por meio da produção de microalgas aquáticas. Por essa razão, desenvolveu-se um estudo visando determinar os teores de carbono, hidrogênio, nitrogênio e proteína e a produção de biomassa seca de nove espécies de microalgas marinhas (Nannochloropsis oculata, Thalassiosira pseudonana, Phaeodactylum tricornutum, Isochrysis galbana, Tetraselmis suecica, Tetraselmis chuii Chaetoceros muelleri, Thalassiosira fluviatilis e Isochrysis sp.) e uma de água doce (Chlorella vulgaris), em cultivo autotrófico estacionário com objetivo de identificar as mais produtivas e com maior capacidade de fixação de carbono. O experimento foi desenvolvido em sala de cultivo, na Universidade Federal de Santa Catarina, com iluminação contínua e radiação em torno de 150µmol m-2 s-1, temperatura de 25±2°C, suplementação de ar constante, sendo utilizados erlenmeyers com 800mL de meio de cultura. O delineamento experimental foi de blocos casualizados no tempo com três repetições. As espécies C. vulgaris e T. suecica são menos produtivas. Quando se visa à suplementação alimentar, as espécies C. vulgaris e T. Chuii são consideradas interessantes, uma vez que apresentam altos teores de C, N, H e proteína. As espécies N. Oculata, T. pseudonana e C. vulgaris apresentam altos teores de C, demonstrando alta capacidade de fixação de carbono.

The increase of CO2 emission and other gases greenhouse effect, caused global debates about climatic alterations and stimulated the development of mitigative strategies. Researches in this area includes CO2 kidnapping through the aquatic microalgae production. For this reason, a study was developed aiming to determine the production of dry biomass, carbon content, hydrogen, nitrogen and rate protein growth of nine marine microalgae species (Nannochloropsis oculata, Thalassiosira pseudonana, Phaeodactylum tricornutum, Isochrysis galbana, Tetraselmis suecica, Tetraselmis chuii, Chaetoceros muelleri, Thalassiosira fluviatilis and Isochrysis sp.) and one freshwater species (Chlorella vulgaris) under stationary autotrophy conditions. Erlenmeyers flasks with 800mL medium culture were exposed to constant light intensity and air flow, photon flux density of about 150µmol m-2 s-1 and 25±2°C temperature were used in the experiment The delineating experiment was carried out in a randomized block over time with three replicates. The species C. vulgaris and T. suecica are less productive. When the aim is the alimentary supplementation, the species C. vulgaris and T. Chuii are considered interesting, since it presents high contents of C, N, H and protein. The species N. Oculata, T. pseudonana and C. vulgaris present high contents of C, demonstrating high capacity of carbon setting.

Nos últimos anos, muito interesse tem sido focado no potencial biotecnológico das microalgas, principalmente devido à identificação de diversas substâncias sintetizadas por estes organismos. A imensa biodiversidade e conseqüente variabilidade na composição bioquímica da biomassa obtida das culturas microalgais, aliadas ao emprego de melhoramento genético e ao estabelecimento de tecnologia de cultivo em grande escala, vêm permitindo que determinadas espécies sejam comercialmente utilizadas. Nesse sentido, cultivos de microalgas têm sido realizados visando à produção de biomassa tanto para uso na elaboração de alimentos quanto para a obtenção de compostos naturais com alto valor no mercado mundial. Dentre os inúmeros compostos extraídos, ou com potencial de exploração comercial, podem ser relacionados ácidos graxos poliinsaturados, carotenóides, ficobilinas, polissacarídeos, vitaminas, esteróis e diversos compostos bioativos naturais (antioxidantes, redutores do colesterol etc.), os quais podem ser empregados especialmente no desenvolvimento de alimentos funcionais, por suas propriedades nutricionais e farmacêuticas.

In recent years, much interest has been focused on the biotechnological potential of microalgae, mainly due the identification of several substances synthesized by these organisms. The great biodiversity and consequent variability in the biochemical composition of the biomass obtained from the microalgal cultures, allied to the genetic improvement and to the establishment of technology in massive production, have allowed various species to be commercially cultivated. In this sense, microalgae cultivations have been developed aiming at the biomass production not only for use in the food elaboration but also for the obtainment of natural compounds with high value in the world market. Among the main extracted substances, or with potential of commercial exploration, can be related polyunsaturated fatty acids, carotenoids, phycobilins, polysaccharides, vitamins, sterols and several bioactive compounds (antioxidants, cholesterol reducers etc.), the which ones can be especially used in the development of functional food, for its nutritional and pharmaceutical properties.