RESUMO: As microalgas são organismos cuja biomassa possui biomoléculas abundantes como carboidratos, lipídeos, proteínas, pigmentos, vitaminas, minerais e compostos antioxidantes, com inúmeras aplicações industriais com destaque para os segmentos de alimentos, nutricional, farmacológico, cosmético e de energia, na produção de biocombustíveis. Entretanto, o acesso de forma integra a essas biomoléculas pode ser dificultado pela rigidez estrutural de sua parede celular, sendo necessário a aplicação de um pré-tratamento que promova a lise celular. As diferentes técnicas de ruptura celular aplicáveis à biomassa microalgal descritas na literatura podem ser de natureza mecânica, com destaque para as técnicas de moagem em moinho de bolas e homogeneização à alta pressão (HAP) ou não mecânica (química, térmica e enzimática), cada uma com vantagens e desvantagens. Assim, o objetivo da presente revisão narrativa é descrever o uso de diferentes métodos para o rompimento de células de microalgas, com suas vantagens, desvantagens e seus desafios.

ABSTRACT: Microalgae are organisms whose biomass contains different biomolecules, such as carbohydrates, lipids, proteins, pigments, vitamins, minerals, and antioxidant compounds, with numerous industrial applications, highlighting the food, nutritional, cosmetic, pharmacological, and biofuel segments. However, access to these biomolecules in an integrated manner is often hampered due to the structural rigidity of their cell wall, requiring the application of a pre-treatment that promotes cell lysis. Various cell rupture techniques applied to microalgae biomass have been reported. These methods can be mechanical, especially ball milling techniques and high-pressure homogenization (HPH), or non-mechanical, such as chemical, thermal, and enzymatic procedures, each with advantages and disadvantages. Thus, this review addressed the different methods of cell disruption, listing their advantages and disadvantages, applications in cell biomass, and challenges.

ABSTRACT Saturated salt solutions produce environments with specific relative humidities used in several applications, such as determining water sorption isotherms of foods. However, the preparation of saturated solutions requires knowledge of solubility data. Thus, the objective of this work was to determine the solubility of 14 salts: lithium bromide (LiBr), lithium chloride (LiCl), lithium iodide (LiI), magnesium chloride (MgCl2), sodium iodide (NaI), potassium carbonate (K2CO3), magnesium nitrate (Mg(NO3)2), sodium bromide (NaBr), potassium iodide (KI), sodium chloride (NaCl), ammonium sulfate ((NH4)2SO4), potassium chloride (KCl), potassium nitrate (KNO3), and potassium sulfate (K2SO4) in the temperature range of 275.15 to 363.15 K at 101.3 kPa. The apparatus for the solubility determination consists of a jacketed glass cell and a magnetic stirrer. Furthermore, polynomial and exponential empirical models were fitted to the observed data to determine salt solubilities. Salt solubilities ranged from 7.39 to 80.41 g of salt·(100 g of solution)-1. Sodium iodide (NaI) presented the highest (p<0.05) solubility, up to 343.15 K, and lithium iodide (LiI) up to 363.15 K. The specific equilibrium moistures afforded by saturated saline solutions were associated with water activity data. A general mathematical model to determine the solubility of different salts was not obtained because the dissolution behaviors of each salt are distinct. However, the availability of solubility data of saline solutions covering a wide range of temperatures is helpful since the salts have different behavior.

RESUMO Soluções salinas saturadas produzem ambientes com umidades relativas específicas utilizadas em diversas aplicações, como na determinação de isotermas de sorção de água de alimentos. No entanto, a preparação de soluções saturadas requer conhecimento de dados de solubilidade. Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar a solubilidade de 14 sais: brometo de lítio (LiBr), cloreto de lítio (LiCl), iodeto de lítio (LiI), cloreto de magnésio (MgCl2), iodeto de sódio (NaI), carbonato de potássio (K2CO3), nitrato de magnésio (Mg(NO3)2), brometo de sódio (NaBr), iodeto de potássio (KI), cloreto de sódio (NaCl), sulfato de amônio ((NH4)2SO4), cloreto de potássio (KCl), nitrato de potássio (KNO3) e sulfato de potássio (K2SO4) na faixa de temperatura de 275,15 a 363,15 K a 101,3 kPa. O aparelho para a determinação da solubilidade consiste em uma célula de vidro encamisada e um agitador magnético. Além disso, modelos empíricos polinomiais e exponenciais foram ajustados aos dados observados para determinar solubilidades de sal. A solubilidade do sal varia de 7,39 a 80,41 g de sal·(100 g de solução)-1. Iodeto de sódio (NaI) apresentou o maior (p<0.05) solubilidade, até 343,15 K, e iodeto de lítio (LiI) até 363,15 K. Específicas umidades de equilíbrio proporcionadas pelas soluções salinas saturadas foram associadas aos dados de atividade de água. Um modelo matemático geral para determinar a solubilidade de diferentes sais não foi obtido porque os comportamentos de dissolução de cada sal são distintos. No entanto, a disponibilidade de dados de solubilidade de soluções salinas cobrindo uma ampla faixa de temperaturas é útil, pois os sais têm comportamento diferente.

RESUMO: O processo de colheita é um desafio atual para a produção comercial de microalgas porque a biomassa é diluída no meio de cultivo. Diversos métodos têm sido propostos para coletar células de microalgas, porém não existe um consenso sobre um método ótimo para tal aplicação. Neste estudo, métodos baseados em sedimentação, floculação e centrifugação foram avaliados na recuperação de Chlorella sorokiniana BR001 cultivada em um meio com baixo teor de nitrogênio. C. sorokiniana BR001 foi cultivada em um meio com baixo teor de nitrogênio para induzir ao acúmulo de lipídeos e carboidratos neutros. A biomassa de C. sorokiniana BR001 cultivada em um meio com baixo teor de nitrogênio apresentou um teor de lipídeos 1,9 vezes superior (23,8 ± 4,5%), quando comparada à biomassa produzida em um meio com alto teor de nitrogênio (12,3 ± 1,2%). Adicionalmente, a biomassa da linhagem BR001 cultivada em um meio com baixo teor de nitrogênio apresentou alto teor de carboidratos neutros (52,1 ± 1,5%). O processo baseado em sedimentação natural foi avaliado utilizando uma coluna de sedimentação e concluiu-se que C. sorokiniana BR001 é uma linhagem não floculante. Portanto, o efeito de diferentes concentrações de sulfato férrico (0,005 a 1 g L-1) ou sulfato de alumínio (0,025 a 0,83 g L-1) foram avaliados no processo de floculação de C. sorokiniana BR001, mas altas doses de floculantes foram necessárias para uma colheita de biomassa eficiente. Também foi avaliada a centrifugação em baixa velocidade (300 a 3.000 g), e foi possível concluir que este processo constituiu o mais adequado para a colheita da linhagem não floculante C. sorokiniana BR001.

ABSTRACT: The harvesting process is a current challenge for the commercial production of microalgae because the biomass is diluted in the culture medium. Several methods have been proposed to harvest microalgae cells, but there is not a consensus about the optimum method for such application. Herein, the methods based on sedimentation, flocculation, and centrifugation were evaluated on the recovery of Chlorella sorokiniana BR001 cultivated in a low-nitrogen medium. C. sorokiniana BR001 was cultivated using a low-nitrogen medium to trigger the accumulation of neutral lipids and neutral carbohydrates. The biomass of C. sorokiniana BR001 cultivated in a low-nitrogen medium showed a total lipid content of 1.9 times higher (23.8 ± 4.5%) when compared to the biomass produced in a high-nitrogen medium (12.3 ± 1.2%). In addition, the biomass of the BR001 strain cultivated in a low-nitrogen medium showed a high content of neutral carbohydrates (52.1 ± 1.5%). The natural sedimentation-based process was evaluated using a sedimentation column, and it was concluded that C. sorokiniana BR001 is a non-flocculent strain. Therefore, it was evaluated the effect of different concentrations of ferric sulfate (0.005 to 1 g L-1) or aluminum sulfate (0.025 to 0.83 g L-1) on the flocculation process of C. sorokiniana BR001, but high doses of flocculant agents were required for an efficient harvest of biomass. It was evaluated the centrifugation at low speed (300 to 3,000 g) as well, and it was possible to conclude that this process was the most adequate to harvest the non-flocculent strain C. sorokiniana BR001.