Extraction of proteins from the microalga Scenedesmus obliquus br003 followed by lipid extraction of the wet deproteinized biomass using hexane and ethyl acetate

Bioresource Technology 307 (2020) 123190
7

---

de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG, grant
APQ-01357-14). This study was
financed in part by the Coordenação de
Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brazil (CAPES) -
Finance Code 001. JS was supported by a fellowship from CNPq - Brazil
(grant 155994/2018-2).
Appendix A. Supplementary data
Supplementary Material 1 contains the photomicrographs of the
emulsions at time 0 h after the mixture of solvents and biomass of S.
obliquus BR003 for lipid extraction. Supplementary data to this article
can be found online at
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.
123190
.
References
A
fify, A.E.-M.M.R., El Baroty, G.S., El Baz, F.K., Abd El Baky, H.H., Murad, S.A., 2018.
Scenedesmus obliquus: antioxidant and antiviral activity of proteins hydrolyzed by
three enzymes. J. Genet. Eng. Biotechnol. 16, 399
–408.
https://doi.org/10.1016/j.
jgeb.2018.01.002
.
Ansari, F.A., Shriwastav, A., Gupta, S.K., Rawat, I., Bux, F., 2017. Exploration of micro-
algae biore
finery by optimizing sequential extraction of major metabolites from
Scenedesmus obliquus. Ind. Eng. Chem. Res. 56, 3407
–3412.
https://doi.org/10.1021/
acs.iecr.6b04814
.
Batista, A.P., Moura, P., Marques, P.A.S.S., Ortigueira, J., Alves, L., Gouveia, L., 2014.
Scenedesmus obliquus as feedstock for biohydrogen production by Enterobacter aero-
genes and Clostridium butyricum. Fuel 117, 537
–543.
https://doi.org/10.1016/j.fuel.
2013.09.077
.
Becker, E.W., 2007. Micro-algae as a source of protein. Biotechnol. Adv. 25, 207
–210.
https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2006.11.002
.
Benemann, J., 2013. Microalgae for biofuels and animal feeds. Energies 6, 5869
–5886.
https://doi.org/10.3390/en6115869
.
Bollag, D.M., Rozycki, M.D., Edelstein, S.J., 1996. Protein Methods, second ed. Wiley,
New York
.
Borowitzka, M.A., Moheimani, N.R. (Eds.), 2013. Algae for biofuels and energy,
Developments in Applied Phycology Serie. Springer, Dordrecht.
https://doi.org/10.
1007/978-94-007-5479-9
.
Chandra, R., Iqbal, H.M.N., Vishal, G., Lee, H.-S., Nagra, S., 2019. Algal biore
finery: a
sustainable approach to valorize algal-based biomass towards multiple product
recovery. Bioresour. Technol. 278, 346
–359.
https://doi.org/10.1016/j.biortech.
2019.01.104
.
Damodaran, S., Parkin, K.L. (Eds.), 2017. Fennema
’s Food Chemistry, fifth ed. CRC Press,
Boca Raton
.
Dasan, Y.K., Lam, M.K., Yusup, S., Lim, J.W., Lee, K.T., 2019. Life cycle evaluation of
microalgae biofuels production: e
ffect of cultivation system on energy, carbon
emission and cost balance analysis. Sci. Total Environ. 688, 112
–128.
https://doi.
org/10.1016/j.scitotenv.2019.06.181
.
Dixon, C., Wilken, L.R., 2018. Green microalgae biomolecule separations and recovery.
Bioresour. Bioprocess. 5, 14.
https://doi.org/10.1186/s40643-018-0199-3
.
Dong, T., Knoshaug, E.P., Pienkos, P.T., Laurens, L.M.L., 2016. Lipid recovery from wet
oleaginous microbial biomass for biofuel production: a critical review. Appl. Energy
177, 879
–895.
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.06.002
.
Du, Y., Schuur, B., Brilman, D.W.F., 2017. Maximizing lipid yield in Neochloris oleoa-
bundans algae extraction by stressing and using multiple extraction stages with N-
ethylbutylamine as switchable solvent. Ind. Eng. Chem. Res. 56, 8073
–8080.
https://
doi.org/10.1021/acs.iecr.7b01032
.
Gerde, J.A., Wang, T., Yao, L., Jung, S., Johnson, L.A., Lamsal, B., 2013. Optimizing
protein isolation from defatted and non-defatted Nannochloropsis microalgae biomass.
Algal Res. 2, 145
–153.
https://doi.org/10.1016/j.algal.2013.02.001
.
Jensen, S.K., 2008. Improved Bligh and Dyer extraction procedure. Lipid Technol. 20,
280
–281.
https://doi.org/10.1002/lite.200800074
.
Kent, J.A., 2007. Kent and Riegel
’s handbook of industrial chemistry and biotechnology.
Springer US, Boston, MA, United States. https://doi.org/10.1007/978-0-387-
27843-8.
Law, S.Q.K., Chen, B., Scales, P.J., Martin, G.J.O., 2017. Centrifugal recovery of solvent
after biphasic wet extraction of lipids from a concentrated slurry of Nannochloropsis
sp. biomass. Algal Res. 24, 299
–308.
https://doi.org/10.1016/j.algal.2017.04.016
.
Law, S.Q.K., Mettu, S., Ashokkumar, M., Scales, P.J., Martin, G.J.O., 2018. Emulsifying
properties of ruptured microalgae cells: barriers to lipid extraction or promising
biosurfactants? Colloids Surf. B Biointerf. 170, 438
–446.
https://doi.org/10.1016/j.
colsurfb.2018.06.047
.
Lee, S.Y., Cho, J.M., Chang, Y.K., Oh, Y.-K., 2017. Cell disruption and lipid extraction for
microalgal biore
fineries: a review. Bioresour. Technol. 244, 1317–1328.
https://doi.
org/10.1016/j.biortech.2017.06.038
.
Losh, J.L., Young, J.N., Morel, F.M.M., 2013. Rubisco is a small fraction of total protein in
marine phytoplankton. New Phytol. 198, 52
–58.
https://doi.org/10.1111/nph.
12143
.
Lu, W., Wang, Z., Yuan, Z., 2015. Characteristics of lipid extraction from Chlorella sp.
cultivated in outdoor raceway ponds with mixture of ethyl acetate and ethanol for
biodiesel production. Bioresour. Technol. 191, 433
–437.
https://doi.org/10.1016/j.
biortech.2015.02.069
.
Luo, Q., Bian, C., Tao, M., Huang, Y., Zheng, Y., Lv, Y., Li, Jia, Wang, C., You, X., Jia, B.,
Xu, J., Li, Jiancheng, Li, Z., Shi, Q., Hu, Z., 2019. Genome and transcriptome
Fig. 4. Distribution of the lipid droplets at time 0 h
after the mixture of solvents and biomass of S. ob-
liquus BR003 for lipid extraction. a) Control biomass
of S. obliquus BR003. b) Deproteinized biomass of S.
obliquus BR003 produced using moderate (pH 10.5 at
50 °C for 2 h) condition of protein extraction. c)
Deproteinized biomass of S. obliquus BR003 produced
using optimal (pH 12 at 60 °C for 3 h) condition of
protein extraction.
M.L. Amorim, et al.