Method Article

Valorização da Alga Vermelha Gracilaria gracilis Através de uma Abordagem de Biorrefinaria

DOI:

10.3791/65923

⸱

November 21st, 2023

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1MARE-Marine and Environmental Sciences Centre/ARNET-Aquatic Research Network, ESTM, Polytechnic University of Leiria, 2MARE-Marine and Environmental Sciences Centre/ARNET-Aquatic Research Network, Department of Life Sciences, University of Coimbra

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aqui, descrevemos vários protocolos visando uma valorização integrada de Gracilaria gracilis: colheita de espécies silvestres, crescimento interno e extração de ingredientes bioativos. Os efeitos antioxidantes, antimicrobianos e citotóxicos dos extratos são avaliados, assim como a avaliação nutricional e de estabilidade de alimentos enriquecidos com biomassa e pigmentos integrais de algas marinhas.

Abstract

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O interesse em algas marinhas como matéria-prima abundante para a obtenção de ingredientes bioativos valiosos e multialvos está crescendo continuamente. Neste trabalho, exploramos o potencial de Gracilaria gracilis, uma alga vermelha comestível cultivada mundialmente por seu interesse comercial como fonte de ágar e outros ingredientes para aplicações cosméticas, farmacológicas, alimentícias e de ração.

As condições de crescimento de G. gracilis foram otimizadas através da propagação vegetativa e esporulação, manipulando-se as condições físico-químicas para atingir um grande estoque de biomassa. Metodologias de extração verde com etanol e água foram realizadas sobre a biomassa de algas marinhas. O potencial bioativo dos extratos foi avaliado através de um conjunto de ensaios in vitro quanto à citotoxicidade, propriedades antioxidantes e antimicrobianas. Adicionalmente, biomassa seca de algas marinhas foi incorporada às formulações de massas alimentícias para aumentar o valor nutricional dos alimentos. Pigmentos extraídos de G. gracilis também foram incorporados ao iogurte como corante natural, e sua estabilidade foi avaliada. Ambos os produtos foram submetidos à apreciação de um painel sensorial semi-treinado visando alcançar a melhor formulação final antes de chegarem ao mercado.

Os resultados suportam a versatilidade de G. gracilis seja aplicado como biomassa inteira, extratos e/ou pigmentos. Através da implementação de vários protocolos otimizados, este trabalho permite o desenvolvimento de produtos com potencial para rentabilizar os mercados alimentar, cosmético e aquícola, promovendo a sustentabilidade ambiental e uma economia circular azul.

Além disso, e de acordo com uma abordagem de biorrefinaria, a biomassa residual de algas marinhas será utilizada como bioestimulante para o crescimento vegetal ou convertida em materiais de carbono para ser utilizada na purificação da água dos sistemas aquícolas internos do MARE-Politécnico de Leiria, Portugal.

Introduction

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As algas marinhas podem ser consideradas uma matéria-prima natural interessante a ser aproveitada pelos setores farmacêutico, alimentício, de rações e ambiental. Biossintetizam uma panóplia de moléculas, muitas não encontradas em organismos terrestres, com propriedades biológicas relevantes 1,2. No entanto, protocolos de cultivo otimizados para algas marinhas precisam ser implementados para garantir um grande estoque de biomassa.

Os métodos de cultivo devem sempre considerar a natureza do talo de algas marinhas e a morfologia geral. Gracilaria gracilis é um táxon clonal, o ....

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Protocol

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1. Colheita e preparação da biomassa

  1. Colher os espécimes de G. gracilis durante a maré baixa e transportá-los rapidamente para o laboratório em caixas escuras e resfriadas para evitar secagem, luz e exposição ao ar.
  2. No laboratório, lave cada talo com água do mar corrente e limpe bem para remover detritos, partes necróticas, epífitas e outros organismos da superfície.
  3. Manter a biomassa silvestre em água do mar constantemente aerada (31-35 psu) em sala climática (20 ± 1 °C) com baixa irradiância proporcionada pela luz do dia, lâmpadas brancas e fluorescentes frias e fotoperíodo fixado às 16:08 (claro: escuro) por 7 dias. Durante es....

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Results

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Atividade antimicrobiana

Ao interpretar os resultados obtidos, deve-se ter em mente que quanto maior o percentual de inibição, maior a eficácia do extrato em inibir o crescimento daquela cepa específica e, consequentemente, mais interessante é o extrato como antimicrobiano. Através desta metodologia, podemos identificar rapidamente quais extratos têm maior atividade sobre determinadas cepas bacterianas, identifi.......

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Discussion

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Os testes de atividade antimicrobiana em meio líquido são utilizados para avaliar a eficácia de substâncias antimicrobianas contra microrganismos suspensos em meio líquido e geralmente são realizados para determinar a capacidade de uma substância inibir o crescimento ou matar microrganismos35,36,37,38. São utilizados para avaliar a sensibilidade de microrganismos a agentes antimicrobianos e são.......

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Disclosures

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Os autores não têm nada a revelar.

Acknowledgements

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Este trabalho foi apoiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) através dos Projetos Estratégicos atribuídos ao MARE-Centro de Ciências do Mar e do Ambiente (UIDP/04292/2020 e UIDB/04292/2020), e ao Laboratório Associado ARNET (LA/P/0069/2020). A FCT também financiou as bolsas individuais de doutoramento atribuídas a Marta V. Freitas (UI/BD/150957/2021) e Tatiana Pereira (2021). 07791. BD). Este trabalho foi também financiado pelo projeto HP4A - MASSA SAUDÁVEL PARA TODOS (copromoção n.º 039952), cofinanciado pelo FEDER - Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional, no âmbito do Programa Portugal 2020, através do Programa COMPETE 2020 - Programa Operacional C....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Etanol AbsolutoAga, Portugal64-17-5
Cloreto de AmônioPanReac12125-02-9
Anfotericina BSigma-Aldrich1397-89-3
Balança analíticaSartorius, TE124S22105307
Bacillus subtilis subsp. spizizeniiColeção Alemã de Microrganismos e Culturas de células (DSMZ)DSM 347
BiotinaPanreac AppliChem58-85-5
CentrífugaEppendorf, 5810R5811JH490481
CloranfenicolPanReac56-75-7
CO2< / sub> CâmaraMemmertN / A
Lâmpadas fluorescentes brancas friasOSRAM Lumilux SkywhiteN / A
Densitômetro McFarlandGrant InstrumentsN/A
DMEM médioSigma-AldrichD5796
DMSOSigma-Aldrich67-68-5
DPPHSigma, Steinheim, Alemanha1898-66-4
Escherichia coli (DSM 5922)Coleção Alemã de Microrganismos e Culturas Celulares (DSMZ)
Etanol 96%AGA-Portugal64-17-5
Ácido etilenodiaminotetracético Sal Dissódico Di-hidratado (Na2EDTA)J.T.Baker6381-92-6
Soro Bovino Fetal (FBS)Papel de Filtro Sigma-AldrichF7524
(Whatman No.1)Frascos Whatman WHA1001320
VWR International, Alcabideche, Portugal N/A
Folin-CiocalteuVWR Chemicals31360.264
Ácido Gálico Merck149-91-7
Óxido de Germânio (IV), 99,999%AlfaAesar1310-53-8
Células HaCaT - 300493CLS-Cell Lines Services, Alemanha 
Agitador Magnético de Placa QuenteIKA, C-MAG HS706.090564
Sulfato de FerroVWR Chemicals10124-49-9
Capuz de fluxo laminarTelStar, Portugal526013
LB Médio VWR ChemicalsJ106
Listonella anguillarumColeção Alemã de Microrganismos e Culturas Celulares (DSMZ)  DSM 21597
Cloreto de ManganêsVWR Chemicals7773.01.5
Micropipetas Eppendorf, PortugalN/A
MicroplatesVWR International, Alcabideche, Portugal 10861-666
MicroplacasGreiner738-0168
Microplacas (estéreis)Fisher Scientific10022403
Leitor de microplacas  Espectrofotômetro de Microplacas Epoch, BioTek, Vermont, EUA1611151E
MTTSigma-Aldrich289-93-1
Muller-Hinton Broth (MHB)VWR Chemicals90004-658
Pasta de Forno, FD11512-04490
PastaForno, BD11504-62615
PenicilinaSigma-Aldrich1406-05-9
Medidor de pH Inolab  VWR International, Alcabideche, Portugal 
Pippete tipsEppendorf, Portugal5412307
Pyrex Bottles Media Storage  VWR International, Alcabideche, Portugal 16157-169
Evaporador RotativoHeidolph, Laborota 400080409287
RotavaporIKA HB10, VWR International, Alcabideche, Portugal07.524254
Carbonato de Sódio (Na2CO3)Chem-Lab497-19-8
Cloreto de Sódio (NaCl) Normax Chem7647-14-5
Fosfato de Sódio DibásicoRiedel-de Haë n7558-79-4
SpectraMagic NXKonica Minolta, softwarede análise de dados de cores
SpectrophotometerEvolution 201, Thermo Scientific, Madison, WI, EUA5A4T092004
EstreptomicinaSigma-Aldrich57-92-1
TiaminaPanreac AppliChem59-43-8
Tripsina-EDTASigma-AldrichT4049
Ágar Soja Tríptico (TSA)VWR ChemicalsICNA091010617
Caldo de Soja Tríptico (TSB) VWR Chemicals22091
Água ultrapura Advantage A10 Milli-Q lab, Merck, Darmstadt, AlemanhaF5HA17360B
Bomba de vácuoBuchi, SuíçaFIS05-402-103
Vitamina B12Merck68-19-9
DSM5922300493 de 15212099do Japão

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Charoensiddhi, S., Abraham, R. E., Su, P., Zhang, W. Seaweed and seaweed-derived metabolites as prebiotics. Advances in Food and Nutrition Research. 91, 97-156 (2020).
  2. Roohinejad, S., Koubaa, M., Barba, F. J., Saljoughian, S., Amid, M., Greiner, R.

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Gracilaria GracilisRed SeaweedBiorefinery ApproachSeaweed ExtractionBioactive CompoundsAntioxidant ActivityCytotoxicity AssaySensory AnalysisFatty Acid ProfileFood Fortification

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