Macroalgas verdes como recursos sustentáveis: identificação, caracterização, exploração do potencial bioativo e o desenvolvimento de materiais celulósicos a partir da biomassa de Ulva sp. e Chaetomorpha sp. coletada em viveiros de aquicultura em Tibau do Sul, Brasil

dc.contributor.advisorPedrini, Márcia Regina da Silva
dc.contributor.advisor-co1Matsui, Katia Nicolaupt_BR
dc.contributor.authorFelipe, Ana Terra de Medeiros
dc.contributor.referees1Silva, Edilene Souza da
dc.contributor.referees2Hoskin, Roberta Targinopt_BR
dc.date.accessioned2025-05-16T22:26:45Z
dc.date.available2025-05-16T22:26:45Z
dc.date.issued2025-02-27
dc.description.abstractThe growing demand for sustainable resources and the need to reduce environmental impact drive the search for new sources of renewable and versatile raw materials. In this context, marine macroalgae emerge as promising alternatives, offering applications ranging from the production of functional foods to the manufacture of packaging and biodegradable materials. Thus, this study investigated the biotechnological potential of the green macroalgae Ulva sp. and Chaetomorpha sp., collected in aquaculture ponds in the municipality of Tibau do Sul, Northeast Brazil, with emphasis on their physical-chemical, morphological characterization, bioactive, antioxidant, antibacterial properties and the use of fresh algae pulp as cellulosic materials. The identification at the genus level of the collected macroalgae was carried out, showing the presence of Ulva sp. and Chaetomorpha sp. which emerged spontaneously, without intentional cultivation. Physicochemical and phytochemical analysis revealed a profile rich in fibers, minerals and bioactive compounds, such as pigments, phenolic compounds and fatty acids, in the algal extracts. Methanolic extracts demonstrated greater efficiency in the extraction of bioactives and superior antioxidant activity compared to aqueous and ethanolic extracts, through pretreatment with ultrasound followed by a solid-liquid extraction. The methanolic extracts of Ulva sp. presented total phenolic contents greater than 7 mg GAE/100 g of oven-dried powder, while the extraction of pigments, total chlorophylls and carotenoids, presented 73 mg/g and 17.75 mg/g, respectively. The analysis of fatty acids in Ulva sp. detected essential compounds, such as palmitic acid and linoleic acid, highlighting the functional potential of these macroalgae. Antioxidant activity tests demonstrated the ability to capture free radicals using the DPPH and ABTS methods, with inhibition values of 20% in methanolic extracts, while assessments of the minimum inhibitory concentration indicated the effectiveness of methanolic and ethanolic extracts against Gram-positive and Gram-negative bacterias. Furthermore, among the polysaccharides extracted from both species studied, cellulose extracted from Chaetomorpha sp. presented an average yield of approximately 20%, twice as high as that extracted from Ulva sp., and a crystallinity index of approximately 90%, demonstrating the extraction of pure cellulose with the capacity to form cellulosic material from Chaetomorpha sp. with potential for packaging. These cellulosic handsheets exhibited promising characteristics, presenting an average thickness of 0.680 ± 0.130 mm and a surface structure with the presence of long, well-organized fibers, reinforcing the potential of this biomass as a cellulosic material. The results of this study highlight the value of green macroalgae as a sustainable and environmentally responsible resource, and also highlights its relevance for the advancement of the blue bioeconomy, promoting the appreciation of local marine biodiversity and contributing to the development of more sustainable solutions in various industries, including food, packaging, cosmetics and pharmaceuticals.
dc.description.resumoA crescente demanda por recursos sustentáveis e a necessidade de reduzir o impacto ambiental impulsionam a busca por novas fontes de matérias-primas renováveis e versáteis. Neste contexto, as macroalgas marinhas surgem como alternativas promissoras, oferecendo aplicações que variam desde a produção de alimentos funcionais até a fabricação de embalagens e materiais biodegradáveis. Assim, este estudo investigou o potencial biotecnológico das macroalgas verdes Ulva sp. e Chaetomorpha sp., coletadas em viveiros de aquicultura no município de Tibau do Sul, Nordeste do Brasil, com ênfase em sua caracterização físico-química, morfológica, propriedades bioativas, antioxidantes, antibacterianas e a utilização da polpa das algas frescas como materiais celulósicos. A identificação ao nível de gênero das macroalgas coletadas foi realizada, evidenciando a presença de espécies Ulva sp. e Chaetomorpha sp. que surgiram de forma espontânea, sem cultivo intencional. As análises físico-químicas e fitoquímicas revelaram um perfil rico em fibras, minerais e em compostos bioativos, como pigmentos, compostos fenólicos e ácidos graxos, nos extratos algais. Os extratos metanólicos demonstraram maior eficiência na extração de bioativos e superior atividade antioxidante em comparação aos extratos aquosos e etanólicos, através de um pré tratamento com ultrassom seguido de uma extração sólido-líquido. Os extratos metanólicos da Ulva sp. apresentaram teores de fenólicos totais superiores a 7 mg EAG/100 g do pó seco em estufa, enquanto a extração de pigmentos, clorofilas totais e carotenoides, apresentaram 73 mg/g e 17,75 mg/g, respectivamente. A análise de ácidos graxos na Ulva sp. detectou compostos essenciais, como ácido palmítico e ácido linoleico, evidenciando o potencial funcional dessas macroalgas. Os testes de atividade antioxidante demonstraram capacidade de captura de radicais livres pelos métodos DPPH e ABTS, com valores de inibição de 20% nos extratos metanólicos, enquanto as avaliações da concentração inibitória mínima indicaram eficácia dos extratos metanólicos e etanólicos contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. Além disso, dentre os polissacarídeos extraídos de ambas as espécies estudadas, a celulose extraída da Chaetomorpha sp. apresentou rendimento médio de aproximadamente 20%, sendo duas vezes maior do que o extraído da Ulva sp., e um índice de cristalinidade de aproximadamente 90% evidenciando a extração de uma celulose pura e com capacidade de formação de material celulósico da Chaetomorpha sp. com potencial para embalagens. Essas folhas celulósicas exibiram características promissoras apresentando espessura média de 0,680 ± 0,130 mm e uma estrutura superficial com presença de fibras longas e bem organizadas, reforçando o potencial desta biomassa como material celulósico. Os resultados deste estudo evidenciam o valor das macroalgas verdes como recurso sustentável, e também destaca sua relevância para o avanço da bioeconomia azul, promovendo a valorização da biodiversidade marinha local e contribuindo para o desenvolvimento de soluções mais sustentáveis em diversas indústrias incluindo alimentos, embalagens, cosméticos e farmacêutica.
dc.identifier.citationFELIPE, Ana Terra de Medeiros. Macroalgas verdes como recursos sustentáveis: identificação, caracterização, exploração do potencial bioativo e o desenvolvimento de materiais celulósicos a partir da biomassa de Ulva sp. e Chaetomorpha sp. coletada em viveiros de aquicultura em Tibau do Sul, Brasil. Orientadora: Dra. Márcia Regina da Silva Pedrini. 2025. 91f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/63599
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.countryBRpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectMacroalgas verdes
dc.subjectCompostos bioativos
dc.subjectAtividade antioxidante
dc.subjectCelulose
dc.subjectSustentabilidade
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
dc.titleMacroalgas verdes como recursos sustentáveis: identificação, caracterização, exploração do potencial bioativo e o desenvolvimento de materiais celulósicos a partir da biomassa de Ulva sp. e Chaetomorpha sp. coletada em viveiros de aquicultura em Tibau do Sul, Brasil
dc.title.alternativeGreen macroalgae as sustainable resources: identification, characterization, exploration of bioactive potential and the development of cellulosic materials from the biomass of Ulva sp. and Chaetomorpha sp. collected in aquaculture ponds in Tibau do Sul, Brazil
dc.typemasterThesispt_BR

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