RESUMO: O objetivo deste trabalho foi avaliar o aumento da produção de óleos unicelulares por Aphanothece microscopica Nägeli utilizando água residuária de processamento de laticínios como meio de cultura. O estudo concentrou-se na (i) otimização da temperatura para produção de biomassa, (ii) aplicação de choque frio para induzir a biossíntese de lipídios e (iii) determinação do perfil de ácidos graxos sob diferentes condições. Os resultados indicam que a temperatura de 20°C foi a melhor condição em termos de parâmetros cinéticos, atingindo produtividades de biomassa de 160,25mg/L.h. Nesta condição também foi observado um teor lipídico de 12,65%, o que resultou em uma produtividade lipídica de 20,27mg/L.h. Além disso, o choque frio de 0°C foi o mais eficiente para aumentar o conteúdo lipídico intracelular, que atingiu 28,4% em peso seco. Os choques frios também mostraram influência na saturação da composição de ácidos graxos, em que os ácidos graxos saturados diminuíram, e os ácidos graxos monoinsaturados e poli-insaturados ampliaram com o aumento da aplicação de frio. Assim, o uso de choques frios indica ser uma condição chave para melhorar as perspectivas de produção eficiente de óleos unicelulares.

ABSTRACT: The aim of this research was to evaluate the enhanced single-cell oil production by cold shock in Aphanothece microscopica Nägeli using dairy processing wastewater as culture medium. The study focused on (i) temperature optimization for biomass production, (ii) cold shock application to induce lipids biosynthesis and (iii) determination of fatty acids profile under different conditions. Results indicated that temperature of 20°C was the best condition in terms of kinetics parameter, reaching biomass productivities of 160.25mg/L.h. Under these conditions, a lipid content of 12.65% was also observed, resulting in a lipid productivity of 20.27mg/L.h. Additionally, the 0°C cold shock was the most efficient in increasing intracellular lipid content, reaching 28.4% in dry weight. Cold shocks also showed influence on the saturation of fatty acid composition, where the saturated fatty acids decreased, and the monounsaturated and polyunsaturated fatty acids increased by increasing the cold application. Thus, the use of cold shocks indicates to be a key condition for improving the prospects of efficient single-cell oils production.

Neste trabalho, a eficiência da cianobactéria Aphanothece microscopica Nägeli em remover heterotroficamente fosfato total dissolvido do efluente do processamento de laticínios foi avaliada. Os experimentos foram conduzidos em biorreatores operados descontinuamente, alimentados com 4,5 L de efluente. As condições experimentais foram: concentração celular inicial de 0,2 g/L, pH ajustado a 7,6, reator isotérmico operando em temperaturas de 10, 20 e 30ºC, ausência de luminosidade e aeração contínua de 1 VVM. Os resultados mostraram que a remoção de fosfato é fortemente dependente da temperatura do processo. A cianobactéria A. microscopica Nägelifoi efetiva na remoção de fosfato,alcançando taxas de remoção de 3,77 mg/L.h, que refletiram em conversões de 98,4% em tempos de detenção hidráulica de 24 h.

The removal of total dissolved phosphate by the cyanobacteria Aphanothece microscopica Nägeli cultivated heterotrophically in dairy processing wastewater was investigated in this work. The experiments were carried out in bioreactors operating in a batch mode, fed with 4.5 L of wastewater. The experimental conditions were as follows: initial cell concentration of 0.2 g/L, pH adjusted to 7.6, isothermal reactor operating at temperatures of 10, 20 and 30ºC with absence of light and continuous aeration of 1 VVM. The results showed that phosphate removal is strongly dependent on process temperature. A. microscopica Nägeli was effective in the removal phosphate achieving removal rates of 3.77 mg/L.h, which reflected in the conversion of 98.4% in hydraulic detention times of 24 h.