The biostimulating potential of algae extracts represents an opportunity to increase efficiency in food production. Cultivable microalgae are viable candidates due to the high production capacity. In this work, the chemical composition and effect of the microalgae extract Scenedesmus acuminatus (Lagerh.) Chodat and commercial product AMPEP (Acadian Marine Plant Extract Powder) derived from the macroalgae Ascophyllum nodosum (L.) Le Jol. on the germination of BRS Estilo bean seeds were evaluated. The treatments analyzed the methodology of exposure of seeds to extracts: soaking for 5 hours (T1) and applications every 48 hours (T2). The parameters evaluated were: germination percentage (PG), speed index (IVG) and mean germination time (TMG). The values of PG and IVG were higher in T2, representing about 50% higher yield than T1. In relation to chemical composition, Scenedesmus acuminatus extract obtained higher levels of proteins and carbohydrates. Thus, S. acuminatus is a potential producer of biostimulant extracts, while beans obtained lower germinative performance when submitted to the soaking process.

O potencial bioestimulante de extratos de algas representam uma oportunidade para ampliar a eficiência na produção de alimentos. As microalgas cultiváveis são candidatas viáveis em função da elevada capacidade de produção. Neste trabalho foi avaliada a composição química e efeito do extrato de microalga Scenedesmus acuminatus (Lagerh.) Chodat e produto comercial AMPEP (Acadian Marine Plant Extract Powder) derivado da macroalga Ascophyllum nodosum (L.) Le Jol. na germinação de sementes de feijão BRS Estilo. Os tratamentos analisaram a metodologia de exposição das sementes aos extratos: embebição por 5 horas (T1) e aplicações a cada 48 horas (T2). Os parâmetros avaliados foram: porcentagem de germinação (PG), índice de velocidade (IVG) e tempo médio de germinação (TMG). Os valores de PG e IVG foram superiores no T2, representando cerca de 50% de rendimento maior que o T1. Em relação a composição química, o extrato de Scenedesmus acuminatus obteve maiores teores de proteínas e carboidratos. Dessa forma, S. acuminatus é potencial produtora de extratos bioestimulantes, enquanto feijão obteve menor desempenho germinativo quando submetido ao processo de embebição.

RESUMO The biostimulating potential of algae extracts represents an opportunity to increase efficiency in food production. Cultivable microalgae are viable candidates due to the high production capacity. In this work, the chemical composition and effect of the microalgae extract Scenedesmus acuminatus (Lagerh.) Chodat and commercial product AMPEP (Acadian Marine Plant Extract Powder) derived from the macroalgae Ascophyllum nodosum (L.) Le Jol. on the germination of BRS Estilo bean seeds were evaluated. The treatments analyzed the methodology of exposure of seeds to extracts: soaking for 5 hours (T1) and applications every 48 hours (T2). The parameters evaluated were: germination percentage (PG), speed index (IVG) and mean germination time (TMG). The values of PG and IVG were higher in T2, representing about 50% higher yield than T1. In relation to chemical composition, Scenedesmus acuminatus extract obtained higher levels of proteins and carbohydrates. Thus, S. acuminatus is a potential producer of biostimulant extracts, while beans obtained lower germinative performance when submitted to the soaking process.

ABSTRACT O potencial bioestimulante de extratos de algas representam uma oportunidade para ampliar a eficiência na produção de alimentos. As microalgas cultiváveis são candidatas viáveis em função da elevada capacidade de produção. Neste trabalho foi avaliada a composição química e efeito do extrato de microalga Scenedesmus acuminatus (Lagerh.) Chodat e produto comercial AMPEP (Acadian Marine Plant Extract Powder) derivado da macroalga Ascophyllum nodosum (L.) Le Jol. na germinação de sementes de feijão BRS Estilo. Os tratamentos analisaram a metodologia de exposição das sementes aos extratos: embebição por 5 horas (T1) e aplicações a cada 48 horas (T2). Os parâmetros avaliados foram: porcentagem de germinação (PG), índice de velocidade (IVG) e tempo médio de germinação (TMG). Os valores de PG e IVG foram superiores no T2, representando cerca de 50% de rendimento maior que o T1. Em relação a composição química, o extrato de Scenedesmus acuminatus obteve maiores teores de proteínas e carboidratos. Dessa forma, S. acuminatus é potencial produtora de extratos bioestimulantes, enquanto feijão obteve menor desempenho germinativo quando submetido ao processo de embebição.

Resumo Objetivo Avaliar o desenvolvimento de Pseudopediastrum boryanum (Turpin) E. Hegewald e Scenedesmus obliquus (Turpin) Kützing em cultivos unialgais e mistos, em três diferentes temperaturas, 20, 30 e 40 °C, em escala laboratorial, em termos de biomassa e composição bioquímica. Métodos O cultivo foi do tipo batelada, em meio ASM1. A densidade celular foi determinada por contagem direta em hemocitômetro a cada dois dias. As análises dos principais pigmentos se deram em dois tempos e as análises de proteínas, carboidratos, lipídeos totais e perfil de ésteres metílicos apenas ao final do experimento. Resultados Não foi registrado crescimento celular nas cepas cultivadas em 40 °C. Incremento na densidade celular (13.6 x 106 cell.mL-1) e biomassa (55 g.L-1) foram registrados na cultura unialgal de S. obliquus em 30 °C. Elevadas concentrações de proteínas (672.6 mg.g-1) foram observadas nos cultivos unialgais de P. boryanum e de S. obliquus em 20 °C e de carboidratos (6.17 mg.g-1) apenas no cultivo unialgal de P. boryanum em 30 °C. Os FAMEs (fatty acid methyl esteres) variaram significativamente em relação ao número de insaturações, sendo constituídos em sua maioria por ácidos graxos com duas ou mais insaturações. Conclusões A biomassa dos tratamentos analisados foi rica em proteínas, ácidos graxos essenciais, como o ácido linolênico, e apresentou baixo teor de carboidratos, sugerindo seu potencial uso como suplemento alimentar. Nossos resultados indicam que a cultura mista de P. boryanum e S. obliquus não foi uma condição eficiente para a produção de biomassa ou compostos bioquímicos. No entanto, algas cultivadas em consórcio apresentaram melhor estabilidade em sua composição bioquímica em resposta a mudanças de temperatura, fator importante para a produção de microalgas em lagoas abertas e para garantir a segurança alimentar. Estes resultados sugerem que os consórcios entre diferentes espécies de microalgas devem ser testados para determinar melhores metodologias para produção de biomassa e metabólitos com maior estabilidade à fatores ambientais.

Abstract Aim The response of mixed cultures and monocultures of Pseudopediastrum boryanum (Turpin) E. Hegewald and Scenedesmus obliquus (Turpin) Kützing was assessed in the laboratory at three different temperatures: 20, 30 and 40 °C. The change in biomass and biochemical composition of these cultures was evaluated. Methods Microalgae were placed in a batch culture over 21-days in ASM1 medium. Cell density was directly counted every two days using a Fuchs-Rosenthal hemocytometer. Chlorophyll ‘a’ and total carotenoids were extracted twice. Protein, carbohydrate, total lipid and fatty acid contents were determined at the end of the experiment. Results Cultures grown in 40 °C exhibited no growth. However, there was increased cell density (13.6 x 106 cell.mL-1) and biomass (55 g.L-1) in the S. obliquus monoculture at 30 °C. High protein concentrations (672.6 mg.g-1) were observed in monocultures P. boryanum and S. obliquus at 20 °C treatments. There were high carbohydrate concentrations (6.17 mg.g-1) in P. boryanum unialgal at 30 °C. There was no significant difference in total lipid content between S. obliquus (95.5 mg.g-1), P. boryanum (96.3 mg.g-1) and the mixed culture at 20 °C (105.3 mg.g-1). FAMEs varied significantly regarding the number of unsaturated components, which predominantly consisted of fatty acids with two or more unsaturated bonds. Conclusions The biomass of the treatments analyzed was rich in proteins and essential fatty acids (such as linolenic acid), yet low in carbohydrate content, suggesting its potential use as a food supplement. Our results indicate that mixed culture of P. boryanum and S. obliquus was inefficient in cultivating biomass or biochemical compounds as compared to the unialgal cultivations. However, algae grown together showed better stability in their biochemical composition in response to changes in temperature, an important factor for microalgae production in open ponds and in food safety measures. These results suggest the consortia among different species of microalgae should be tested to determine better methodologies for the production of biomass and metabolites with greater stability towards environmental factors.

O presente estudo verificou as alterações ocorridas na fisiologia de três espécies de Rhodophyta por meio da análise da concentração de pigmentos e de carboidratos não estruturais, avaliando comparativamente algas coletadas da natureza e após 28 dias de cultivo em laboratório. Outro objetivo do estudo foi determinar se as espécies mantêm o potencial antifúngico após o período de cultivo em laboratório, correlacionando as mudanças ocorridas na fisiologia com as de bioatividade. Após a realização de cultivo em laboratório os resultados indicaram a tendência de redução nas concentrações de pigmentos nas três espécies de macroalgas, principalmente para as ficobiliproteínas. Para os carboidratos não estruturais não foi observado padrão de resposta das macroalgas em relação às condições avaliadas. Os extratos das macroalgas Ochtodes secundiramea e Palisada flagellifera, após cultivo em laboratório, apresentaram aumento significativo do potencial antifúngico positivamente correlacionado com a alteração na concentração e nas razões de clorofila a e pigmentos acessórios. A aplicação de técnicas de cultivo em laboratório das macroalgas foi uma ferramenta eficiente para o conhecimento da fisiologia, obtenção de biomassa e de compostos com aplicação biotecnológica, sem impactar populações naturais.

The present study examined changes that took place in the physiology of three species of Rhodophyta by analysing the concentration of pigments and non-structural carbohydrates, comparatively evaluating algae collected from nature and after 28 days of laboratory cultivation. Another objective of the study was to determine whether the species retain their antifungal potential after the period of laboratory cultivation, correlating the changes in physiology and those from bioactivity. After carrying out laboratory cultivation, the results indicated a trend, in the three species of macroalgae, towards a reduction in pigment concentrations, mainly in the phycobiliproteins. For the non-structural carbohydrates no response pattern of the macroalgae was observed for the conditions evaluated. Extracts from the macroalgae, Ochtodes secundiramea and Palisada flagellifera, after laboratory cultivation showed a significant increase in antifungal potential which could be positively correlated with the change in concentration and ratios of chlorophyll-a and accessory pigments. Applying techniques of laboratory cultivation to macroalgae was an efficient tool for gaining knowledge of the physiology, and for obtaining biomass and compounds having biotechnological applications, without impacting on natural populations.