Valorisation de l’algue rouge Gracilaria gracilis par une approche de bioraffinage

Summary

Nous décrivons ici plusieurs protocoles visant à une valorisation intégrée de Gracilaria gracilis : récolte d’espèces sauvages, culture en interne et extraction de principes bioactifs. Les effets antioxydants, antimicrobiens et cytotoxiques des extraits sont évalués, ainsi que l’évaluation nutritionnelle et de la stabilité des aliments enrichis en biomasse et pigments d’algues entières.

Abstract

L’intérêt pour les algues en tant que matière première abondante pour obtenir des ingrédients bioactifs précieux et multicibles ne cesse de croître. Dans ce travail, nous explorons le potentiel de Gracilaria gracilis, une algue rouge comestible cultivée dans le monde entier pour son intérêt commercial en tant que source d’agar et d’autres ingrédients pour des applications cosmétiques, pharmacologiques, alimentaires et animales.

Les conditions de croissance de G. gracilis ont été optimisées par la multiplication végétative et la sporulation tout en manipulant les conditions physico-chimiques pour obtenir un stock de biomasse important. Des méthodologies d’extraction verte à l’éthanol et à l’eau ont été réalisées sur la biomasse d’algues. Le potentiel bioactif des extraits a été évalué à l’aide d’un ensemble de tests in vitro concernant leur cytotoxicité, leurs propriétés antioxydantes et antimicrobiennes. De plus, la biomasse d’algues séchées a été incorporée dans les formulations de pâtes alimentaires pour augmenter la valeur nutritionnelle des aliments. Des pigments extraits de G. gracilis ont également été incorporés dans le yogourt en tant que colorant naturel, et leur stabilité a été évaluée. Les deux produits ont été soumis à l’appréciation d’un panel sensoriel semi-entraîné visant à obtenir la meilleure formulation finale avant d’arriver sur le marché.

Les résultats confirment la polyvalence de G. gracilis , qu’il soit appliqué sous forme de biomasse entière, d’extraits et/ou de pigments. Grâce à la mise en œuvre de plusieurs protocoles optimisés, ce travail permet le développement de produits ayant le potentiel de profiter aux marchés de l’alimentation, des cosmétiques et de l’aquaculture, en promouvant la durabilité environnementale et une économie circulaire bleue.

De plus, et conformément à une approche de bioraffinerie, la biomasse résiduelle d’algues sera utilisée comme biostimulant pour la croissance des plantes ou convertie en matériaux carbonés pour être utilisée dans la purification de l’eau des systèmes d’aquaculture internes de MARE-Polytechnic de Leiria, au Portugal.

Introduction

Les algues peuvent être considérées comme une matière première naturelle intéressante dont profitent les secteurs pharmaceutique, alimentaire, alimentaire et environnemental. Ils biosynthétisent une panoplie de molécules, dont beaucoup ne se trouvent pas dans les organismes terrestres, avec des propriétés biologiques pertinentes ^1,2. Cependant, des protocoles de culture optimisés pour les algues doivent être mis en place pour assurer un stock de biomasse important.

Les méthodes de culture doivent toujours tenir compte de la nature des thalles d’algues et de leur morphologie générale....

Protocol

1. Récolte et préparation de la biomasse

1. Récoltez les spécimens de G. gracilis à marée basse et transportez-les rapidement au laboratoire dans des boîtes sombres et réfrigérées pour éviter le dessèchement, la lumière et l’exposition à l’air.
2. En laboratoire, lavez chaque thalle à l’eau de mer courante et nettoyez-le soigneusement pour éliminer les débris, les parties nécrotiques, les épiphytes et autres organismes de la surface.
3. Conservez la biomasse sauvage dans de l’eau de mer constamment aérée (31-35 psu) dans une pièce climatique (20 ± 1 °C) avec une faible irradiance fournie par la lumière du jour, des lampes blanches froides....

Results

Activité antimicrobienne

Lors de l’interprétation des résultats obtenus, il convient de garder à l’esprit que plus le pourcentage d’inhibition est élevé, plus l’efficacité de l’extrait pour inhiber la croissance de cette souche spécifique est grande et, par conséquent, plus l’extrait est intéressant en tant qu’antimicrobien. Grâce à cette méthodologie, nous pouvons rapidement identifier les extraits qui ont la p.......

Discussion

Les tests d’activité antimicrobienne en milieu liquide sont utilisés pour évaluer l’efficacité des substances antimicrobiennes contre les micro-organismes en suspension dans un milieu liquide et sont généralement effectués pour déterminer la capacité d’une substance à inhiber la croissance ou à tuer les micro-organismes^35,36,37,38. Ils sont utilisés pour évaluer la sensibilité des micro-organis.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Éthanol absolu	Aga, Portugal	64-17-5
Chlorure d’ammonium	PanReac	12125-02-9
Amphotéricine B	Sigma-Aldrich	1397-89-3
Balance analytique	Sartorius, TE124S	22105307
Bacillus subtilis subsp. spizizenii	Collection allemande de micro-organismes et Cultures cellulaires (DSMZ)	DSM 347
Biotine	Panreac AppliChem	58-85-5
Centrifugeuse	Eppendorf, 5810R	5811JH490481
Chloramphénicol	PanReac	56-75-7
CO2 Chambre	Memmert	N/A
Lampes fluorescentes blanc froid	OSRAM Lumilux Skywhite	N/A
Densitomètre McFarland	Grant Instruments	N/A
DMEM moyen	Sigma-Aldrich	D5796
DMSO	Sigma-Aldrich	67-68-5
DPPH	Sigma, Steinheim, Allemagne	1898-66-4
Escherichia coli (DSM 5922)	Collection allemande de micro-organismes et de cultures cellulaires (DSMZ)
Éthanol 96 %	AGA-Portugal	64-17-5
Acide éthylènediaminetétraacétique Sel disodique dihydraté (Na2EDTA)	J.T.Baker	6381-92-6
Sérum fœtal de veau (FBS)	Sigma-Aldrich	F7524
Papier filtre (Whatman No.1)	Whatman	WHA1001320
flacons	VWR International, Alcabideche, Portugal  ;	N/A
Folin-Ciocalteu	VWR Chemicals	31360.264
Acide gallique  ;	Merck	149-91-7
Oxyde de germanium (IV), 99,999 %	AlfaAesar	1310-53-8
Cellules HaCaT &ndash ; 300493	CLS-Cell Lines Services, Allemagne  ;
Hot Plate Magnetic Stirrer	IKA, C-MAG HS7	06.090564
Sulfate de fer	VWR Chemicals	10124-49-9
Hotte à flux laminaire	TelStar, Portugal	526013
LB Medium  ;	VWR Chemicals	J106
Listonella anguillarum	Collection allemande de micro-organismes et de cultures cellulaires (DSMZ)	; DSM 21597
Chlorure de manganèse	VWR Chemicals	7773.01.5
Micropipettes  ;	Eppendorf, Portugal	N/A
Microplaques	VWR International, Alcabideche, Portugal  ;	10861-666
Microplaques	Greiner	738-0168
Microplaques (stériles)	Fisher Scientific	10022403
Lecteur de microplaques	; Spectrophotomètre de microplaques Epoch, BioTek, Vermont, États-Unis	1611151E
MTT	Sigma-Aldrich	289-93-1
Muller-Hinton Broth (MHB)	VWR Chemicals	90004-658
Liant de four	, FD115	12-04490
Liant de four	, BD115	04-62615
Pénicilline	Sigma-Aldrich	1406-05-9
pH-mètre Inolab	; VWR International, Alcabideche, Portugal  ;
pointes Pippete	Eppendorf, Portugal	5412307
Pyrex Bottles Media Storage	; VWR International, Alcabideche, Portugal  ;	16157-169
Évaporateur rotatif	Heidolph, Laborota 4000	80409287
Rotavapor	IKA HB10, VWR International, Alcabideche, Portugal	07.524254
Carbonate de sodium (Na2CO3)	Chem-Lab	497-19-8
Chlorure de sodium (NaCl)  ;	Normax Chem	7647-14-5
Phosphate de sodium dibasique	Riedel-de Haë ; n	7558-79-4
SpectraMagic NX	Konica Minolta, Japon		Logiciel d’analyse des données colorimétriques
Spectrophotomètre	Evolution 201, Thermo Scientific, Madison, WI, États-Unis	5A4T092004
Streptomycine	Sigma-Aldrich	57-92-1
Thiamine	Panreac AppliChem	59-43-8
Trypsine-EDTA	Gélose tryptique Sigma-Aldrich	T4049
(TSA)	VWR Chemicals	ICNA091010617
Bouillon de soja tryptique (TSB)  ;	VWR Chemicals	22091
Eau ultrapure  ;	Advantage A10 Milli-Q lab, Merck, Darmstadt, Allemagne	F5HA17360B
Pompe à vide	Buchi, Suisse	FIS05-402-103
Vitamine B12	Merck	68-19-9