Tese de mestrado em Biologia (Biologia Celular e Biotecnologia), apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2009O mundo encontra-se presentemente confrontado com dupla crise, a escassez das limitadas fontes de combustíveis fósseis e a degradação ambiental. Enquanto a economia mundial demanda cada vez mais por combustíveis a baixo custo para os sistemas industriais e de transportes, existe uma tremenda necessidade de combater as causas e os já existentes efeitos das alterações climáticas por estes causados. Todavia, quando parecia imprescindível o desenvolvimento de combustíveis renováveis neutras em emissões nocivas, tornou-se claro que a primeira geração de biocombustíveis não atinge os limites da demanda e tampouco contribui para a mitigação das alterações climáticas. Daí o interesse no desenvolvimento de uma segunda geração de biocombustíveis produzidos de fontes não alimentares, tais como as microalgas, as quais apresentam grandes perspectivas a longo prazo. Ao contrário das plantas terrestres, as microalgas crescem extremamente rápido em qualquer lado e algumas espécies são ricas em óleo, potencial que representa uma grande vantagem. A microalga verde Botryococcus braunii, com vasta distribuição por todos os continentes, é caracterizada pela sua organização colonial e pela sua espantosa habilidade de produzir lípidos e hidrocarbonetos de cadeia longa que podem atingir de 15% a 75% do peso seco o que tem atraído cada vez maior atenção nas últimas duas décadas no sentido de exploração desta espécie visando a produção de biodiesel. Esta tese foi desenvolvida no sentido de investigar a potencialidade do uso de estirpes locais (portuguesas) desta espécie como substrato para o biodiesel. Pelos resultados obtidos nas experiências realizadas, a taxa máxima de crescimento conseguida durante a fase exponencial foi de 61 mg/L*dia (peso seco). Constatou-se que crescimento e a produção lipídica das estirpes cultivadas são influenciados pelas condições de cultura daí a necessidade de optimizá-las. Todavia, estas estirpes mostram-se capazes de crescer, produzir óleos e absorver nutrientes em culturas em águas residuais. A percentagem máxima obtida para o extracto lipídico foi de 36% da biomassa seca o que está de acordo com vários resultados que permitiram considerar esta espécie como potencial substrato para o biodiesel. Este facto é também apoiado pela predominância do ácido oleico (C18:1, 42% a 66%) e do ácido palmítico (C16:0, 8% a 18%) no extracto lipídico dado que os metil ésteres desses ácidos gordos (FAME) são os ideais para a produção de biodiesel. Em suma, apesar de estas estirpes de B. braunii apresentarem crescimento relativamente lento, produzem conteúdo e constituição lipídica considerável que no mínimo justifica mais investimento num melhor estudo da sua biologia.The world is presently confronted with twin crises, depletion of the finite reserves of fossil fuel and environmental degradation. While the global economy increasingly demands for low-cost fuels for industrial and transportation systems, there is a tremendous need to combat the causes and effects of existing climate change caused by them. However, when it seemed essential to develop renewable fuels neutral in harmful emissions, it became clear that the first generation of biofuels does not reach the limits of demand, nor contribute to the climate change mitigation. Hence the interest in developing a second generation biofuels produced from non-food feedstocks such as microalgae, which potentially offer greatest opportunities in the longer term. Unlike other oil crops, microalgae grow extremely rapidly in any anywhere and many are exceedingly rich in oil, potential that represents a great advantage. The green microalga Botryococcus braunii (Chlorophyceae), which is widely distributed on all continents, is characterized by an original organization of colonies and an unusual capacity to produce unsaturated long-chain hydrocarbons, reaching contents ranging from 15% to 75% of its dry weight. This characteristic has attracted increasingly more attention in the last two decades in attempts to exploit this species for renewable biodiesel. This thesis was developed to investigate the potential of the local strains of this species as a substrate for biodiesel. From the results obtained in experiments carried out the maximum growth rate achieved was 61 mg/L*day (dry weight). We found that growth and lipid production of cultivated strains are influenced by culture conditions hence the need to optimize them. However, these strains appear to be able to grow, produce oil and absorb nutrients in wastewater cultures. The maximum lipid extract obtained was 36% of dry matter which is in agreement with several results that allow considering this species as a potential substrate for biodiesel. This is also supported by the predominance of oleic acid (C18:1, 42% to 63%) and palmitic acid (C16:0, 8 to 18%) in the lipid extract as the methyl esters of these fatty acids (FAME) are ideal for the production of biodiesel. In short, although these strains of B. braunii present relatively slow growth, they produce considerable lipid content that at least warrants further investment in a better study of its biology
