O crescimento constante da população mundial exige novas fontes de proteína para satisfazer a crescente procura. As microalgas surgem como uma solução promissora devido às suas diversas aplicações. No entanto, apesar do seu elevado potencial, algumas espécies apresentam baixa digestibilidade como desvantagem, reduzindo a sua eficiência como fonte de proteína. Novas tecnologias de processamento entre as quais se evidenciam as tecnologias baseadas na utilização de campos elétricos (MEF e PEF) podem contribuir para a resolução deste desafio quer aumentando a acessibilidade das proteínas como resultado da eletroporação da parede celular quer assegurando uma melhor funcionalidade pela manutenção da sua estrutura. O Efeito Joule (ou Aquecimento Ohmico, OH) ao permitir uma cinética de aquecimento rápida e volumétrica, conduz a uma redução da carga térmica que, em combinação com os efeitos elétricos, induz danos estruturais na parede celular aumentando a permeabilidade. A sua aplicação a biomassa fresca de C. vulgaris a uma concentração de 10 g.L⁻¹ facilita a libertação de compostos intracelulares, como proteínas e pigmentos, aumentando a permeabilidade celular. Tratamentos a 90 °C permitem a libertação de proteínas na ordem de 108.52 ± 9.18 e 89.24 ± 1.80 mg.L⁻¹, dependendo do número de pulsos térmicos, provando a sua eficácia na extração de proteínas solúveis em água. A aplicação de PEF, que gera campos elétricos de alta intensidade em curtos períodos de tempo potenciando a eletroporação com baixa utilização de temperatura, como pré-tratamento das microalgas antes da comercialização conduziu a um aumento de 47 % na quantidade de proteína disponível após digestão GI em relação ao controlo sem tratamento. Para além dos benefícios dos MEF e PEF, é também essencial explorar as propriedades funcionais das proteínas derivadas de microalgas como suplementos alimentares como é o caso de um isolado proteico de C. vulgaris que apresentou uma elevada solubilidade a pH acima de 4 e capacidade de emulsificação superior a 60 %. MEF também foram aplicados a L. maxima. uma microalga promissora como fonte de proteína devido ao seu teor proteico superior a 70 %. Todavia a estrutura frágil da sua parede celular e a alta sensibilidade térmica à luz das ficobiliproteínas (PBP), exige tratamentos que não excedam 60 °C para evitar uma desnaturação severa. As taxas de aquecimento rápidas dos MEF permitem uma melhor preservação da estrutura das PBP, garantindo uma qualidade superior desta proteína para suplementos alimentares. Esta tese destaca a importância do processamento térmico das microalgas para melhorar a bioaccessibilidade de proteínas e aproveitar ao máximo o potencial das microalgas para a nutrição humana.

The constant growth of the world population needs new protein sources to meet the increasing food demand. Microalgae emerge as a promising solution due to their diverse applications. However, despite their high potential, some species present a major drawback: low digestibility, reducing their efficiency as a protein source. Novel processing technologies such as technologies based on the application of electric fields (MEF and PEF) may contribute to solving this issue either by increasing protein accessibility as result of cell wall electroporation or by contributing to a better functionality due to the maintenance of the protein structure. The Joule Effect or Ohmic Heating (OH) allowing for fast heating kinetics leads to a reduction in the thermal load that, in association with the thermal effects, induces structural damage in the cell wall increasing its permeability. Its application to Chlorella vulgaris biomass (fresh biomass at a concentration of 10 gL-1) facilitates the release of intracellular compounds such as proteins and pigments, significantly increasing cell permeability. Treatments at 90 °C enable protein release in the range of 108.52 ± 9.18 and 89.24 ± 1.80 mg.L⁻¹, depending on pulse count, proving its effectiveness in extracting water-soluble proteins. Another electric-based technology applicable to microalgae processing is Pulsed Electric Fields (PEF), which generates high-intensity electric fields in short durations, enhancing electroporation. PEF application as a pretreatment for microalgae allowed for 47 % increase in available protein after gastrointestinal digestion of C. vulgaris. Beyond the benefits of electric technologies, it is essential to explore the functional properties of microalgae-derived proteins as food supplements, as is the case of protein isolate from C. vulgaris that was characterized by a high solubility at pH above 4 and an emulsification capacity exceeding 60%. MEF were also applied to Limnospira maxima, a promising microalga as a source of protein due the protein content exceeding 70 %. However, unlike more resilient species, L. maxima is fragile, with proteins - phycobiliproteins (PBP) - highly sensitive to thermal processing and light. Processing phycobiliproteins (PBP) from L. maxima must not exceed 60 °C to prevent severe denaturation. The rapid heating rates of MEF could better preserve PBP structure, ensuring superior protein quality for food supplements. This thesis highlights the importance of thermal processing of microalgae to enhance protein bioaccessibility and fully harness microalgae's potential as a sustainable protein source for human nutrition.