MACROALGAS: A ESPÉCIE Kappaphycus alvarezii – CULTIVO E APLICAÇÕES

CULTIVO DE ALGAS MARINHAS É ANTIGO

As algas são seres vivos fotossintetizantes e eucariontes do Reino Protista (não são plantas como se costuma pensar), encontrados principalmente em ambientes aquáticos. Elas estão na base da cadeia alimentar dos ecossistemas marinhos e desempenham também importante papel no ciclo do carbono. As algas absorvem carbono e liberam oxigênio para atmosfera. O seu aproveitamento por seres humanos tem registros na China no ano 2700 a.c e desde então são usadas como alimento, medicamento, adubo ou fertilizantes Inicialmente, o uso de algas estava mais predominantemente ligado à alimentação, tanto que diversos alimentos de origem asiática utilizam algas em sua base. No entanto, o mercado para algas e seus produtos derivados vem ganhando ainda mais espaço atualmente, principalmente para substituir produtos de origem animal, não apenas na alimentação, mas também em diversas outras aplicações, incluindo uso farmacêutico.

O cultivo de algas, ou algicultura, conduzido de maneira adequada possui menor impacto ambiental quando comparado à criação de gado ou cultivo de plantas tradicionais. Algas precisam apenas da água do mar e luz solar, não requerem irrigação ou aditivos para o seu crescimento.

TIPOS DE ALGAS

Existem duas categorias de algas: as macroalgas e as microalgas. As microalgas são unicelulares e podem ser encontradas praticamente em qualquer ambiente: solo, água e ar. Já as macroalgas são mais complexas fisiologicamente e formam estruturas semelhantes às dos vegetais terrestres que conhecemos.

Em termos de aplicações e produtos, ambas também diferem. Em muitos casos, apesar de unicelulares, as microalgas apresentam mais metabólitos secundários, podendo ser utilizadas em aplicações em que as macroalgas não podem. Sem dúvida, o cultivo de microalgas requer ainda menos espaço do que o cultivo de macroalgas e, portanto, as microalgas apresentam maior produtividade em termos de biomassa por área. No entanto, o cultivo, a extração e beneficiamento de certos produtos derivados das microalgas ainda demanda altos investimentos para ser viável comercialmente em larga escala. Uma das aplicações que mais vem ganhando destaque para as microalgas é para a produção de biodiesel.

Além de sua aplicação direta na alimentação, os principais derivados das macroalgas são o ágar, os alginatos e as carragenas, um polissacarídeo viscoso. Esses produtos são geralmente extraídos da parede celular dessas algas e muito utilizados na indústria alimentícia, mas também na indústria farmacêutica e de cosméticos, pois são produtos com ação estabilizante, emulsificante , gelificante e espessante.

Dentre as microalgas, os dois gêneros mais importantes comercialmente são Glacilaria e Kappaphycus. Nesse artigo, focaremos nas macroalgas, notadamente na espécie Kappaphycus alvarezii.

O CULTIVO DE MACROALGAS

Normalmente, o cultivo de macroalgas é feito extraindo-se a espécie diretamente dos bancos naturais e introduzindo-a no local desejado de cultivo. Apesar de parecer relativamente mais simples do que o cultivo de microalgas, todo esse processo deve ser feito de forma bastante consciente e estruturada, desde a extração da alga de seu habitat natural até sua introdução em um novo ambiente para produção comercial. Primeiramente, deve ser realizado um estudo prévio da área, e é importante que um monitoramento ambiental continue sendo realizado para detectar sinais da chamada bioinvasão pela nova espécie introduzida.

O cultivo de macroalgas pode variar. O mais tradicional é o cultivo em forma fixa, em que, como o nome sugere, as algas ficam fixas em estruturas. Atualmente, tem-se preferido utilizar estruturas flutuantes. Esse último método faz com que as algas sofram menor impacto da turbulência da água.

A ESPÉCIE Kappaphycus alvarezii

A espécie Kappaphycus alvarezii é uma espécie de alga vermelha. Sua cor varia de verde a amarelo-alaranjado.

Essa á uma das maiores espécies tropicais de algas vermelhas, podendo crescer até dois metros. Essa espécie apresenta crescimento bastante acelerado, dobrando sua biomassa em até 15 dias, uma das razões pelas quais ela é tão popular comercialmente.

Originalmente, essa espécie era encontrada principalmente na Malásia e nas Filipinas e foi introduzida pela primeira vez em 1947 na Baía de Kane‘ohe no Havaí para ser cultivada comercialmente. A introdução e cultivo dessa espécie nessa baía se deve ao fato de que ela parece não competir com as espécies nativas. Essas algas também são habitat de diversos peixes e invertebrados.

No Brasil, a espécie não é encontrada naturalmente e foi introduzida pela primeira vez em 1995 em Ubatuba, SP, para suprir a crescente demanda do mercado em relação às carragenas.

Uma tendência bastante forte no cultivo de macroalgas é no chamado cultivo integrado. Nesse tipo de cultivo, mais de uma espécie é utilizada. Isso ajuda a otimizar o uso do mesmo ambiente, além de reduzir impactos ambientais, promovendo sinergia entre as espécies, de forma que os bioprodutos de uma espécie podem ser utilizados como insumos de outra, por exemplo. No caso da Kappaphycus alvarezii, estudos têm sido realizados no cultivo integrado dessa espécie de alga com certas espécies de molusco.

APLICAÇÕES DA ESPÉCIE

Uma das aplicações mais importantes dessa espécie é a produção de carragenas. A carragena é um polissacarídeo com aplicações comerciais incluindo gelificantes, espessantes e estabilizantes, especialmente em alimentos congelados e sobremesas como gelatinas, pudins, além de queijos e creme de leite.  Eles também possuem aplicações em ração animal e farmacêuticas.

As carragenas possuem estrutura semelhante à da celulose e estão presentes tanto na parede celular quanto em espaços intracelulares nesta espécie. Sua função é proteger a alga de impactos da água, além de proteger contra o ressecamento.

Existem três tipos de carragenas: kappa, lambda e iota. Diferentes tipos de carragenas diferem em composição, consequentemente resultando também em diferente reologia e propriedades.  Cada espécie produz um tipo diferente de carragenada, sendo a Kappaphycus alvarezii uma das maiores produtoras de kappa-carragena. A kappa-carragena é a forma mais utilizada comercialmente, seguida da forma iota e por última da lambda.

A forma como as algas são cultivadas afeta não apenas o rendimento das carragenas mas também a forma como tal polissacarídeo é extraído dessas algas. O teor de carragena nas algas pode variar de 30 a 60%, dependendo de diversos fatores como temperatura, luminosidade, entre outros.

As carragenas podem ser comercializadas em sua forma refinada ou semi-refinada. Basicamente, o processo de extração das carragenas da alga se baseia nas duas caraterísticas principais desse polissacarídeo: sua solubilidade em água quente e insolubilidade em solventes orgânicos polares. Normalmente, o processo de extração se inicia com a eliminação de impurezas grossas, como areia.

Para a obtenção da carragena semi-refinada, utiliza-se apenas uma solução alcalina, obtendo-se  a uma mistura de carragena e celulose.

Para a forma refinada, existem algumas possibilidades. A mais comum é a extração a quente com água. Nesse processo, após a lavagem, realiza-se uma chamada extração a quente, com a extração das carragenas com água em altas temperaturas, seguida de filtração, obtendo-se a carragena em sua forma quase pura.

O cultivo de algas de diferentes espécies tem crescido e novos produtos vão surgindo. Biofertilizantes, cosméticos funcionais, biocombustíveis, drogas anticancerígenas e mais recentemente na confecção de embalagens biodegradáveis. Assuntos para um outro post do blog.

REREFÊNCIAS

[1] Kappaphycus alvarezii. Disponível em:

<https://www.hawaii.edu/reefalgae/invasive_algae/rhodo/kappaphycus_alvarezii.htm>

[2] Reis, R.P.; Bastos, M.; Goés, H.G. Cultivo de Kappaphycus alvarezii no litoral do Rio de Janeiro. Panorama da Aquicultura, 2007.

[3] Santos, A.A. Potencial de Cultivo da Macroalga Kappaphycus alvarezii no Litoral de Santa Catarina. Tese de Doutorado, 2014.

[4] AlgasBras. O que é Carragena?

Disponível em: <http://www.carragenabrasil.com.br/ba/institucional/carragena/>

[5] Carragenas. Disponível em: <http://insumos.com.br/aditivos_e_ingredientes/materias/395.pdf>.

[6] AgarGel. Carragena. Disponível em: <https://agargel.com.br/carragena/>.