ÁREA
Química de Produtos Naturais
Autores
Gomes, J.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE, PROGR) ; Teixeira, D.I.A. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE, ESCOL) ; Rocha, Z.M.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE, PROGR) ; de Moura, M.F.V. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE, CENTR)
RESUMO
A exploração dos recursos naturais está em esgotamento, fazendo a sociedade atual procurar alternativas mais sustentáveis. As macroalgas são organismos autótrofos, fotossintetizantes e o principal produtor da cadeia alimentar e atualmente vem ganhando destaque. Na agricultura, as macroalgas são excelentes fontes de nutrição para as plantas, tornando mais rica em nutrientes. Nesse contexto, o objetivo deste estudo é analisar os metais da macroalga Gracilaria birdiae para estudos como um potencial de um biofertilizante. Os resultados do estudo mostraram a G. birdiae como fonte de metais essenciais e baixo teor em metais tóxicos.
Palavras Chaves
Macroalgas; Fertilizante; Sustentável
Introdução
Os cultivos de macroalgas em todo o mundo são referidos como algicultura ou ficocultura e têm produzido 31,7 milhões de toneladas de macroalgas nos últimos anos (IGARASHI, 2021). O potencial de produção é liderado pela China, que representa 72% da produção mundial, com a produção de 10,9 milhões de toneladas (SIMÕES et al., 2016). As indústrias farmacêuticas e de cosméticos frequentemente utilizam polissacarídeos extraídos das macroalgas devido à presença de ágar, carragenanas e fucoidanas (DAPPER et al., 2014; ANDRADE et al., 2020). Esses polissacarídeos apresentam atividades biológicas, incluindo lectinas, terpenos, compostos fenólicos e polissacarídeos sulfatados (DAPPER et al., 2014). O alginato ganha destaque na indústria de cosméticos devido à sua capacidade de formar hidrogéis e estimular a recuperação dos tecidos (da SILVA, 2021). Além disso, as macroalgas são empregadas como fertilizantes na agricultura devido à sua composição adequada, proporcionando uma nutrição vegetal ideal (da COSTA, 2013). Uma espécie de macroalga que atrai a atenção é a Gracilaria birdiae E. M. Plastino & E. C. Oliveira (Figura 02), que pode ser encontrada desde o litoral do estado do Ceará até o estado do Espírito Santo. A G. birdiae é notável por sua capacidade de alterar a espessura e consistência de seu talo (LYRA et al., 2021). O amplo desafio da sociedade moderna reside na promoção da agricultura sustentável, capaz de suprir as necessidades da população mundial e de reduzir os impactos no meio ambiente (ARAÚJO et al., 2022). Como resposta a esse desafio, a demanda por produtos menos prejudiciais ao meio ambiente continua a crescer ao longo dos anos, resultando na melhoria da qualidade dos produtos agrícolas, sem comprometer a saúde dos consumidores e garantindo a sustentabilidade ambiental (da SILVA et al., 2021). As macroalgas marinhas emergem como uma excelente opção de biofertilizantes ou bioestimulantes, conforme comprovado por várias pesquisas, devido ao seu potencial para aumentar a produtividade, qualidade e sustentabilidade agrícola (ARAÚJO et al., 2022). Como resultado, os produtores estão explorando alternativas baseadas em macroalgas para aumentar a produção, aproveitando seu rico conteúdo em macro e micronutrientes para fortalecer a nutrição das plantas, promovendo o crescimento e melhorando a germinação das sementes (da SILVA et al., 2021). O rendimento da produção de macroalgas marinhas no Brasil pode variar de acordo com a espécie escolhida. No caso das macroalgas vermelhas, como a Gracilaria sp, é possível atingir um rendimento de até 70% por quilo de macroalgas frescas (ANDRADE et al., 2020). Os biofertilizantes orgânicos têm um amplo espectro de aplicação em várias culturas, não se limitando apenas à produção de hortaliças, mas também sendo promissores na produção de microalgas (FLOREZ-JALIXTO et al., 2020). Portanto, esta pesquisa tem como objetivo de estudar a macroalga Gracilaria birdiae para o potencial de biofertilizante, com a realização de estudo de metais na macroalga utilizando o ICP-OES para análises.
Material e métodos
A pesquisa foi iniciada com o cultivo da macroalga Gracilaria birdiae na praia de Pitangui no estado do Rio Grande do Norte e a macroalga biomassa seca obtida foi utilizada para a elaboração do biofertilizante e análises químicas. As macroalgas são colhidas em bancos naturais e realizada a maricultura da comunidade AMBAP em mar aberto, com um sistema de balsas flutuantes. Cada balsa flutuante possui em média de 18m de comprimento e três metros de largura, possuindo seis módulos composto por seis redes tubulares, medindo três metros cada. Após 60 dias aproximadamente, são colhidas, lavadas, higienizadas e colocadas no sol para desidratar. As análises de metais foram obtidas por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES) do Laboratório do Núcleo de Processamento Primário e Reuso de Água Produzida e resíduo (NUPPRAR), na Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Pesou-se 10g da amostra seca, em triplicata, que foi incinerada em bico de Bunsen e calcinada em mufla a 550 ºC por quatro horas. As cinzas obtidas foram dissolvidas em 5mL de ácido nítrico a 10% e filtrada para balão volumétrico de 100 mL. Para obtenção das medidas utilizou-se o instrumento iCAP 6300 da marca Thermo Analítica com configuração duo. As medidas foram obtidas na posição radial para os macronutrientes e na posição axial para os micronutrientes e antinutrientes. As condições de operação do ICP-OES são apresentadas na Tabela 01. Os resultados das concentrações de oligominerais fazem parte da caracterização das macroalgas. As macroalgas têm a capacidade de remoção de metais tóxicos, podendo apresentar até como uma alternativa para a biorremediação em ambiente marinho (SALAMA et al., 2019). As tabelas foram separadas pelos tipos de metais, no qual os metais essenciais devem estar em maior quantidade, e os metais tóxicos em quantidade mínima. Com os resultados foram realizadas as avaliações estatísticas, dos valores obtidos na caracterização de metais essenciais e tóxicos, através da média e desvio padrão, foi possível demostrar os valores segundo a Resolução RDC nº 42, de 29 de agosto de 2013.
Resultado e discussão
Os resultados das concentrações de oligominerais fazem parte da caracterização das
macroalgas. As macroalgas têm a capacidade de remoção de metais tóxicos, podendo
apresentar até como uma alternativa para a biorremediação em ambiente marinho
(SALAMA et al., 2019). As tabelas foram separadas pelos tipos de metais, no qual os
metais essenciais devem estar em maior quantidade, e os metais tóxicos em quantidade
mínima.
Na tabela 2 os resultados dos metais essenciais (cálcio, magnésio, sódio e
potássio), demonstram que a quantidade máxima de metal presente excede um grama do
elemento por quilogramas de alga. Os resultados são expressos em miligramas do
elemento por 100g de macroalga seca. Para a elaboração de produtos como
biofertlizante o alto valor do K+ possibilita melhoria no crescimento, equilíbrio
iônico, fotossíntese e osmorregulação das plantas (DINIZ et al., 2014). O potássio
nas plantas atua como componente mineral importante na absorção e armazenamento de
nutrientes que são repassados das folhas para os frutos (RODRIGUES et al., 2009).
Os metais pesados cobalto, cromo, níquel, bário, cádmio e chumbo em concentrações
maiores do que o permitido se tornam tóxicos, sendo assim a legislação brasileira
estabelece limites máximos que podem estar presentes em alimentos (da SILVA et al.,
2015).
Como as macroalgas são amostras biológicas, era esperado uma oscilação nos
resultados decorrentes do próprio metabolismo do ser vivo, de fatores decorrentes do
manejo e do próprio ambiente. Sendo assim, os resultados das análises dos metais
tóxicos (Tabela 03), demonstram a predominância do elemento zinco sobre os demais,
com teor de 1,5 mg por cada 100g de biomassa.
Dos elementos antinutrientes que foram analisados neste trabalho, o bário apareceu
em maior quantidade, no entanto abaixo do limite máximo exigido em legislação. As
análises de bário, cádmio, chumbo, cobalto, cromo e níquel, apresentaram teores em
torno de 0,050 mg do elemento por cada 100 g da biomassa. Portanto, todos os
resultados estão de acordo com o limite máximo de tolerância permitido pela
legislação brasileira. Apesar disto, se faz necessário um maior monitoramento desses
elementos no ambiente e nas macroalgas. Em comparação com o trabalho de Oliveira et
al. (2009) que analisou macroalga vermelha na praia de Flexeiras, na região do
Trairi no estado do Ceará, detectou níveis de metais acima do permitido pela
legislação para os metais cádmio, cromo, silício e vanádio, os quais foram maiores
que o estabelecido e apenas Chumbo e Níquel estavam abaixo do permitido.
Conclusões
Diante do crescimento da população mundial, a produção de alimentos está cada vez mais ameaçada devido às pressões ambientais. A biotecnologia vegetal desempenha um papel fundamental nesse contexto, ao desenvolver novos produtos com a aplicação de biofertilizantes sustentáveis, visando reduzir a dependência de fertilizantes sintéticos e minimizar a aplicação de produtos químicos nos solos. As algas marinhas já integram esse processo. Os resultados das análises de metais, apresentou valores significativos de metais essenciais e baixos teores de metais tóxicos. Para o uso das macroalgas como biofertilizantes, destaca-se os resultados de metais essenciais, principalmente os teores de potássio, no qual é primordial para o crescimento, nutrição e processo de fotossíntese das plantas.
Agradecimentos
Ao Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio-Ambiente - PRODEMA À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Referências
Andrade, H.; Rosa, L.; Souza, F.; Silva, N.; Cabral, M.; Teixeira, D. Seaweed Production Potential In The Brazilian Northeast: A Study On The Eastern Coast Of The State Of Rio Grande Do Norte, RN, Brazil. Sustainability, 12, 780, 2020. https://doi.org/10.3390/su12030780
ARAÚJO, B., MACHADO, W., MORIOKA, L. R. I., MURATA, M. M., DA SILVA, J. B., SUGUIMOTO, H. H. Uso de Microalgas como Bioestimuladoras da Germinação de Sementes. UNICIÊNCIAS, v. 26, n. 1, p. 58-62, 2022.
BRASIL. Resolução RDC nº 42, de 29 de agosto de 2013. Dispõe sobre o Regulamento Técnico MERCOSUL sobre Limites Máximos de Contaminantes Inorgânicos em Alimentos. Disponível online: https://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/anvisa/2013/rdc0042_29_08_2013.html (acessado em 24 ago 2022).
DA COSTA, M. A.; Nogueira, C. E. C.; Alves, H. J.; Marra, B. M.; Alab, J. H. C. O uso de macroalgas marinhas na agricultura. Acta Iguazu, 3 (2), 69-76, 2013. https://doi.org/10.48075/actaiguaz.v3i2.10398
DA SILVA Pinto, L. É.; de Freitas Câmara, M. Y.; de Freitas, F. B. A.; Pinto, F. G. H. S.; Santos, A. G. D.; Martins, D. F. F. Determinação da Potencialidade de Utilização da Pistia stratiotes como Agente Fitorremediador de Ambientes Naturais. Blucher Chemistry Proceedings, 3(1), 784-795, 2015. http://dx.doi.org/10.1016/chenpro-5erq- am21
DA SILVA, C. P., CRIVELARI, A. D., CORREA, J. S. Desenvolvimento de mudas de alface e rúcula tratadas com biofertilizante de extrato de algas. Científic@-Multidisciplinary Journal, v. 8, n. 1, p. 1-10, 2021.
DAPPER, T. B., PUJARRA, S., DE OLIVEIRA, A. J., DE OLIVEIRA, F. G., PAULERT, R. Potencialidades das macroalgas marinhas na agricultura: revisão. Revista em Agronegócio e Meio Ambiente, v. 7, n. 2, 2014.
DINIZ NETO, M. A.; Silva, I. D. F. D.; Cavalcante, L. F.; Diniz, B. L.; da Silva, J. C.; Silva, E. C. D. Mudas de oiticica irrigadas com águas salinas no solo com biofertilizante bovino e potássio. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 18, 10-18, 2014.
FLOREZ-JALIXTO, M., ROLDÁN-ACERO, D., OMOTE-SIBINA, J. R., MOLLEDA-ORDOÑEZ, A. Biofertilizantes y bioestimulantes para uso agrícola y acuícola: Bioprocesos aplicados a subproductos orgánicos de la industria pesquera. Scientia Agropecuaria, 12(4), 635-651, 2021. https://doi.org/10.17268/sci.agropecu.2021.067
IGARASHI, M. A. Aspectos do desenvolvimento do cultivo de macroalgas com ênfase na produção do gênero Porphyra. Nutritime, 18(3), 539, 2021.
KHOLSSI, R., LOUGRAIMZI, H., GRINA, F., LORENTZ, J. F., SILVA, I., CASTAÑO-SÁNCHEZ, O., & MARKS, E. A. Green agriculture: a review of the application of micro-and macroalgae and their impact on crop production on soil quality. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, v. 22, n. 4, p. 4627-4641, 2022.
LYRA, G.; Nunes, J.; Pestana, E.; De Matos, J.; Caires, T.; De Jesus, P.; Da Silva Costa, E.; Oliveira, M. Diversity of Gracilariaceae (rhodophyta) in Brazil: Integrating morphological and molecular data. Phytotaxa, 496, 1-53, 2021. https://doi.org/10.11646/phytotaxa.496.1.1
OLIVEIRA, M.; Freitas, A.; Carvalho, A.; Sampaio, T.; Farias, D.; Alves Teixeira, D.; Gouveia, S.; Pereira, J.; Sena, M. Nutritive And Non-Nutritive Attributes Of Washed-Up Seaweeds From The Coast Of Ceará, Brazil. Food Chemistry, 115, 254-259, 2009. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.12.004
RODRIGUES, A. C.; Cavalcante, L. F.; Oliveira, A. P. D.; Sousa, J. T. D.; Mesquita, F. O. Produção e nutrição mineral do maracujazeiro-amarelo em solo com biofertilizante supermagro e potássio. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 13, 117-124, 2009.
SALAMA, E.; Roh, H.; Dev, S.; Khan, M.; Abou-Shanab, R.; Chang, S.; Jeon, B. Algae As A Green Technology For Heavy Metals Removal From Various Wastewater. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 35, 2019. https://doi.org/10.1007/s11274-019-2648-3
SILVA, Joana Margarida Agarez Monteiro Cerca da. Metabolitos secundários das macroalgas castanhas de elevado potencial para a indústria farmacêutica. Tese de Doutorado. Universidade Fernando Pessoa, Porto, 2021.
SIMÕES, M. A., SANTOS, S. D., DANTAS, D. D. M. D. M., GALVÉZ, A. O. Algas cultiváveis e sua aplicação biotecnológica. Aracaju: Edifs, 2016. p. 98.
