Extração de ficocianinas de Spirulina platensis: opções metodológicas

Abstract

Resumo Spirulina platensis é uma cianobactéria rica em compostos comerciais, dentre eles as ficocianinas. Entretanto, as condições de cultivo podem afetar seu rendimento e pureza. Avaliou-se o rendimento e a pureza de ficocianinas extraídas com dois solventes diferentes da biomassa cultivada sob condições de temperatura e iluminação diferentes em laboratório. Os cultivos foram realizados em garrafões (14 L) a partir de inóculos, sendo o primeiro submetido a iluminação constante e temperatura de 28 ± 2°C e o segundo com fotoperíodo (16 h-claro; 8 h-escuro) e temperatura de 24 ± 2°C, os quais foram acompanhados à 680 nm. Pigmentos foram extraídos com acetato de sódio 0,1 M (pH 5,0) e fosfato de sódio 0,1 M (pH 7,0) sob agitação constante durante 48 h a temperatura ambiente. Extratos brutos liofilizados foram analisados quanto ao rendimento (RE), grau de pureza do extrato (PE) e concentração de ficocianinas (CF) e, em seguida, fracionados em coluna de troca-iônica (DEAE-celulose) utilizando NaCl em concentrações diferentes, cujas frações eluídas foram monitoradas à 280, 615 e 652 nm. A condição primeira de cultivo apresentou crescimento logarítmico mais acelerado do que na segunda ao término de 25 dias, cuja temperatura determinou o metabolismo do sistema. O RE foi 3,94 vezes maior com acetato de sódio, bem como apresentando CF e PE maiores comparados aos obtidos com fosfato de sódio da biomassa cultivada nas duas temperaturas. Os perfis cromatográficos revelaram três frações (F I; F II e F III) eluídas com 0,5; 1,5 e 2 M de NaCl, respectivamente, das quais as frações F I deteveram às maiores presenças de proteínas totais, c-ficocianina e aloficocianina. O aumento da molaridade de NaCl resultou em uma drástica redução nas absorbâncias. Portanto, tanto as condições físico-químicas de cultivo quanto o solvente de extração empregado se mostraram determinantes para obtenção de ficocianinas de S. platensis.

Abstract Spirulina platensis is a cyanobacterium rich in commercial compounds, as phycocyanins. However, their yield and purity can be affected by cultivation conditions. This study evaluated the yield and purity of phycocyanins extracted with two different solvents of the biomass cultured under different temperature and light conditions in laboratory. Cultivations were performed in recipients (14 L) from inocula, being the first one submitted to constant light and temperature of 28 ± 2°C and the second one from photoperiod (16 h-light; 8 h-dark) and temperature of 24 ± 2°C, which were accompainhed at 680 nm. Pigments were extracted with 0.1 M sodium acetate (pH 5.0) and 0.1 M sodium phosphate (pH 7.0) under constant stirring during 48 h at room temperature. Lyophilized crude extracts were analyzed in terms of yield (Y), degree of purity of the extract (PE) and phycocyanin concentration (PC) and, fractionated then by anion-exchange on DEAE-cellulose colunm utilizing different NaCl concentrations, whose eluted fractions were monitored at 280, 615 and 652 nm. The first condition of cultivation presented more rapid logarithmic growth than the second one in the end of 25 days, whose temperature determined the metabolism of the system. The Y was 3.94-fold higher with sodium acetate, as well as presenting high PC e PE compared with those obtained with sodium phosphate from biomass cultured in the two temperatures. The chromatographic profiles revealed three fractions (F I, F II and F III) eluted with 0.5; 1.5 and 2 M of NaCl, respectively, of which the fractions F I had the highest presences of total proteins, c-phycocyanins and alophycocyanins. The increase of the molarity of NaCl resulted in a reduction drastic in the absorbances. Therefore, such the physical-chemical conditions of cultivation as the solvent of extraction employmed showed determinants for obtaining of phycocyanins from S. platensis.