Variation in the fatty acid composition of microalgal lipids due to the effect of the extraction method

Resumo

A extração lipídica de microalgas foi estudada mais especificamente considerando os efeitos do método de extração e da mistura de solventes nas paredes celulares. Chlorella vulgaris e Nannochloropsis oculata foram mantidas em Bold Basal Medium (BBM) e Dunaliella salina e Dunaliella tertiolecta em meio Guillard “F/2”, estéril com aeração contínua a 18 ºC a 80 µmol fótons m−2 s−1. O objetivo do estudo foi avaliar e comparar o conteúdo lipídico e os perfis de ácidos graxos de 4 espécies de microalgas (espécies de água doce e marinhas) utilizando dois métodos de extração lipídica, Soxhlet e ultrassonicação. A produção de biomassa foi maior na fase estacionária para todas as microalgas, com D. salina exibindo a maior produção com 0,40–0,42 g L-1. A produtividade de biomassa para microalgas de água doce foi maior na fase estacionária (0,0360–0,0407 g L–1 dia–1) e na fase exponencial para microalgas marinhas (0,057–0,064 g L–1 dia–1). A maior porcentagem de lipídios nas microalgas marinhas ficou entre 38–54% em peso na fase estacionária, com D. tertiolecta; em comparação, as microalgas de água doce atingiram entre 22–23% em peso na fase exponencial, para a espécie N. oculata. O maior número de ácidos graxos observado nas microalgas marinhas foi pela extração Soxhlet em D. tertiolecta em ambas as fases de crescimento. A maior porcentagem de qualquer ácido graxo com este método foi o ácido palmítico (61%) na fase estacionária de C vulgaris. O método de extração por ultrassom apresentou os maiores percentuais na fase estacionária de N. oculata e D. tertiolecta, o ácido palmítico (C16:0) apresentando os maiores percentuais (87 e 51%) na fase exponencial em ambas as microalgas marinhas. Em suma, observou-se que o método de extração e a mistura de solventes poderiam influenciar o perfil de ácidos graxos.
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Abstract

Lipid extraction from microalgae was studied more specifically considering the effects of the extraction method and solvent mixture on cell walls. Chlorella vulgaris and Nannochloropsis oculata were maintained in Bold Basal Medium (BBM) and, Dunaliella salina and Dunaliella tertiolecta in Guillard “F/2” medium, sterile with continuous aeration at 18 ºC at 80 µmol photons m⁻² s⁻¹. The objective of the study was to evaluate and compare the lipid content and fatty acid profiles of 4 microalgae species (freshwater and marine species) using two lipid extraction methods, Soxhlet and ultrasonication. Biomass production was greatest in the stationary phase for all microalgae, with D. salina exhibiting the highest production with 0.40–0.42 g L⁻¹. Biomass productivity for freshwater microalgae was higher in the stationary phase (0.0360–0.0407 g L⁻¹ day⁻¹) and in the exponential phase for marine microalgae (0.057–0.064 g L⁻¹ day⁻¹). The highest percentage of lipids in marine microalgae was between 38–54% by weight in the stationary phase, with D. tertiolecta; in comparison, the freshwater microalgae reached between 22–23% by weight in the exponential phase, for the species N. oculata. The highest number of fatty acids observed in marine microalgae was by Soxhlet extraction in D. tertiolecta in both growth phases. The highest percentage of any fatty acid with this method was palmitic acid (61%) in the stationary phase of C vulgaris. The ultrasonication extraction method presented the highest percentages in the stationary phase of N. oculata and D. tertiolecta, palmitic acid (C16:0) showing the highest percentages (87 and 51%) in the exponential phase in both marine microalgae. In short, it was observed that the extraction method and solvent mixture could influence fatty acid profile.