Compostos bioativos e produção de biodiesel via saponificação direta da microalga Scenedesmus quadricauda (Turpin) Brébisson, 1835 (Chlorophyta: Scenedesmaceae)

Elizandra Ribeiro de Lima Pereira , Clediana Dantas Calixto , Marcos Barros de Medeiros , Vilma Barbosa da Silva Araújo , Virgínia Maria Magliano Morais , Cristiane Francisca da Costa Sassi , Hélder Formiga Fernandes , Roberto Sassi e Petrônio Filgueira de Athayde-Filho

Resumo
O uso da biomassa de microalgas na produção de biocombustíveis e extração de compostos bioativos é uma área de pesquisa que tem recebido muita atenção nos últimos anos. Objetivou-se com esse estudo realizar a extração do óleo e produção de biodiesel via saponificação direta a partir da microalga Scenedesmus quadricauda (Turpin) Brébisson, 1835 (Chlorophyta: Scenedesmaceae) e posterior identificação dos compostos bioativos presentes na fração insaponificável do processo. O cultivo de S. quadricauda foi realizado num raceway (13.000 L) usando extrato de biocomposto hortifrutis enriquecido com nitrato e fosfato como meio de cultura. Foram utilizados dois métodos para extração dos ésteres metílicos de ácidos graxos (saponificação e transesterificação). Os ácidos graxos foram extraídos utilizando hexano. O material proveniente da esterificação dos ácidos graxos obtidos via saponificação e hidrólise foi submetido a etapas de lavagem com água destilada para remoção de resquícios de solvente e catalisador. A amostra resultante foi rotaevaporada e o biodiesel obtido. Análises foram realizadas na fração insaponificável identificando a presença de compostos bioativos (carotenoides) em grande quantidade (4.050 µ g/g) como rota biotecnológica de aproveitamento de biomassa residual do processo de extração e produção do biodiesel. A fração insaponificável obtida no presente estudo apresentou alto índice de antioxidantes sendo eficiente na constituição de aditivos em biodiesel na adição de 1,25% ampliando a capacidade oxidativa do biocombustível. O biodiesel obtido via saponificação não apresenta viabilidade para sua utilização puro em motores devido a sua alta viscosidade e índice de oxidação pouco estabilizado, no entanto, apresenta viabilidade para sua inserção em blendas de biocombustível.

Palavras-chave
Fonte renovável; Bioenergia; Biomassa; Microalgas.

Abstract
Bioactive compounds and biodiesel production via direct saponification of microalga Scenedesmus quadricauda (Turpin) Brébisson, 1835 (Chlorophyta: Scenedesmaceae). The use of microalgae biomass in the production of biofuels and extraction of bioactive compounds is an area of research that has received much attention in recent years. The objective this study was to perform oil extraction and biodiesel production via direct saponification from microalgae Scenedesmus quadricauda (Turpin) Brébisson, 1835 (Chlorophyta: Scenedesmaceae) and later identification of bioactive compounds present in the unsaponifiable fraction of the process. The cultivation of S. quadricauda was carried out in a raceway (13,000 L) using extract of horticultural biocomposite enriched with nitrate and phosphate as culture medium. Two methods were used to extract the fatty acid methyl esters (saponification and transesterification). Fatty acids were extracted using hexane. The material from the esterification of fatty acids obtained via saponification and hydrolysis was subjected to washing steps with distilled water to remove traces of solvent and catalyst. The resulting sample was rotated and the biodiesel obtained. Analyzes were carried out on the unsaponifiable fraction identifying the presence of bioactive compounds (carotenoids) in large quantities (4.050 µg/g) as a biotechnological route for the use of residual biomass from the biodiesel extraction and production process. The unsaponifiable fraction obtained in the present study showed a high index of antioxidants, being efficient in the constitution of additives in biodiesel in the addition of 1.25%, increasing the oxidative capacity of the biofuel. The biodiesel obtained via saponification is not viable for its pure use in engines due to its high viscosity and poorly stabilized oxidation index, however, it is viable for its insertion in biofuel blends.

Keywords
Renewable source; Bioenergy; Biomass; Microalgae.

DOI
10.21438/rbgas(2020)071632

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