تثمين الأعشاب البحرية الحمراء Gracilaria gracilis من خلال نهج التكرير الحيوي

Summary

هنا ، نصف العديد من البروتوكولات التي تهدف إلى تثمين متكامل ل Gracilaria gracilis: حصاد الأنواع البرية ، والنمو الداخلي ، واستخراج المكونات النشطة بيولوجيا. يتم تقييم التأثيرات المضادة للأكسدة ومضادات الميكروبات والسامة للخلايا للمستخلصات ، جنبا إلى جنب مع التقييم الغذائي والاستقرار للأغذية المخصبة بالكتلة الحيوية والأصباغ الكاملة للأعشاب البحرية.

Abstract

يتزايد باستمرار الاهتمام بالأعشاب البحرية كمادة وسيطة وفيرة للحصول على مكونات نشطة بيولوجيا قيمة ومتعددة الأهداف. في هذا العمل ، نستكشف إمكانات Gracilaria gracilis ، وهي أعشاب بحرية حمراء صالحة للأكل تزرع في جميع أنحاء العالم لمصلحتها التجارية كمصدر للأجار والمكونات الأخرى لتطبيقات مستحضرات التجميل والأدوية والغذاء والأعلاف.

تم تحسين ظروف نمو G. gracilis من خلال التكاثر الخضري والأبواغ أثناء التلاعب بالظروف الفيزيائية والكيميائية لتحقيق مخزون كبير من الكتلة الحيوية. تم تنفيذ منهجيات الاستخراج الأخضر باستخدام الإيثانول والماء على الكتلة الحيوية للأعشاب البحرية. تم تقييم الإمكانات النشطة بيولوجيا للمستخلصات من خلال مجموعة من المقايسات في المختبر فيما يتعلق بسميتها الخلوية ومضادات الأكسدة وخصائص مضادات الميكروبات. بالإضافة إلى ذلك ، تم دمج الكتلة الحيوية للأعشاب البحرية المجففة في تركيبات المعكرونة لزيادة القيمة الغذائية للأغذية. كما تم دمج الأصباغ المستخرجة من G. gracilis في الزبادي كملون طبيعي ، وتم تقييم ثباتها. تم تقديم كلا المنتجين لتقدير لوحة حسية شبه مدربة تهدف إلى تحقيق أفضل صياغة نهائية قبل الوصول إلى السوق.

تدعم النتائج تعدد استخدامات G. gracilis سواء تم تطبيقه ككتلة حيوية كاملة و / أو مستخلصات و / أو أصباغ. من خلال تنفيذ العديد من البروتوكولات المحسنة ، يسمح هذا العمل بتطوير منتجات ذات إمكانية ربح أسواق الأغذية ومستحضرات التجميل وتربية الأحياء المائية ، وتعزيز الاستدامة البيئية والاقتصاد الدائري الأزرق.

وعلاوة على ذلك، وتمشيا مع نهج التكرير الحيوي، سيتم استخدام الكتلة الحيوية المتبقية من الأعشاب البحرية كمنشط حيوي لنمو النبات أو تحويلها إلى مواد كربونية لاستخدامها في تنقية المياه لأنظمة الاستزراع المائي الداخلية لماري بوليتكنيك في ليريا، البرتغال.

Introduction

يمكن اعتبار الأعشاب البحرية مادة خام طبيعية مثيرة للاهتمام تستفيد منها قطاعات الأدوية والأغذية والأعلاف والبيئة. إنها تقوم بالتخليق الحيوي لمجموعة من الجزيئات ، والعديد منها غير موجود في الكائنات الحية الأرضية ، مع الخصائص البيولوجية ذات الصلة ^1,2. ومع ذلك ، يجب تنفيذ بروتوكولات الزراعة المحسنة للأعشاب البحرية لضمان وجود مخزون كبير من الكتلة الحيوية.

يجب أن تأخذ طرق الزراعة دائما في الاعتبار طبيعة ثالي الأعشاب البحرية والتشكل العام. Gracilaria gracilis هو تصنيف نسيلي ، مما يعني أن العضو المرتبط ينتج محاور نباتية متعددة. وبالتالي يتم تحقيق التكاثر عن طريق التجزئة (التكاثر ال....

Protocol

1. حصاد الكتلة الحيوية وإعدادها

1. احصد عينات G. gracilis أثناء انخفاض المد وانقلها بسرعة إلى المختبر في صناديق مظلمة ومبردة لتجنب التجفيف والضوء والتعرض للهواء.
2. في المختبر ، اغسل كل ثالوس بمياه البحر الجارية ونظفها جيدا لإزالة الحطام والأجزاء الميتة والنباتات الهوائية والكائنات الحية الأخرى من السطح.
3. حافظ على الكتلة الحيوية البرية في مياه البحر المهواة باستمرار (31-35 psu) في غرفة مناخية (20 ± 1 درجة مئوية) مع إشعاع منخفض يوفره ضوء النهار الأبيض البارد ومصابيح الفلورسنت والفترة الضوئية المحددة في الساعة 16:08 (الضوء: الظلام) لمدة 7 أيام. خلال هذه الفترة ، لا توفر أي وسائط مغذية ؛ هذا يسمح للأعشاب البحرية بالتكيف ببطء مع الظروف الدا....

النتائج

نشاط مضادات الميكروبات

عند تفسير النتائج التي تم الحصول عليها ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه كلما ارتفعت نسبة التثبيط ، زادت فعالية المستخلص في تثبيط نمو تلك السلالة المحددة ، وبالتالي ، كلما كان المستخلص أكثر إثارة للاهتمام كمض?.......

Discussion

تستخدم اختبارات النشاط المضاد للميكروبات في وسط سائل لتقييم فعالية المواد المضادة للميكروبات ضد الكائنات الحية الدقيقة المعلقة في وسط سائل وعادة ما يتم إجراؤها لتحديد قدرة المادة على تثبيط النمو أو قتل الكائنات الحية الدقيقة³⁵،³⁶،^37،

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Absolute Ethanol	Aga, Portugal	64-17-5
Ammonium Chloride	PanReac	12125-02-9
Amphotericin B	Sigma-Aldrich	1397-89-3
Analytical scale balance	Sartorius, TE124S	22105307
Bacillus subtilis subsp. spizizenii	German Collection of Microorganisms and Cell Cultures (DSMZ)	DSM 347
Biotin	Panreac AppliChem	58-85-5
Centrifuge	Eppendorf, 5810R	5811JH490481
Chloramphenicol	PanReac	56-75-7
CO2 Chamber	Memmert	N/A
Cool White Fluorescent Lamps	OSRAM Lumilux Skywhite	N/A
Densitometer McFarland	Grant Instruments	N/A
DMEM medium	Sigma-Aldrich	D5796
DMSO	Sigma-Aldrich	67-68-5
DPPH	Sigma, Steinheim, Germany	1898-66-4
Escherichia coli (DSM 5922)	German Collection of Microorganisms and Cell Cultures (DSMZ)	DSM5922
Ethanol 96%	AGA-Portugal	64-17-5
Ethylenediaminetetraacetic Acid Disodium Salt Dihydrate (Na2EDTA)	J.T.Baker	6381-92-6
Fetal Bovine Serum (FBS)	Sigma-Aldrich	F7524
Filter Paper (Whatman No.1)	Whatman	WHA1001320
Flasks	VWR International, Alcabideche, Portugal	N/A
Folin-Ciocalteu	VWR Chemicals	31360.264
Gallic Acid	Merck	149-91-7
Germanium (IV) Oxide, 99.999%	AlfaAesar	1310-53-8
HaCaT cells – 300493	CLS-Cell Lines Services, Germany	300493
Hot Plate Magnetic Stirrer	IKA, C-MAG HS7	06.090564
Iron Sulfate	VWR Chemicals	10124-49-9
Laminar flow hood	TelStar, Portugal	526013
LB Medium	VWR Chemicals	J106
Listonella anguillarum	German Collection of Microorganisms and Cell Cultures (DSMZ)	DSM 21597
Manganese Chloride	VWR Chemicals	7773.01.5
Micropipettes	Eppendorf, Portugal	N/A
Microplates	VWR International, Alcabideche, Portugal	10861-666
Microplates	Greiner	738-0168
Microplates (sterile)	Fisher Scientific	10022403
Microplate reader	Epoch Microplate Spectrophotometer, BioTek, Vermont, USA	1611151E
MTT	Sigma-Aldrich	289-93-1
Muller-Hinton Broth (MHB)	VWR Chemicals	90004-658
Oven	Binder, FD115	12-04490
Oven	Binder, BD115	04-62615
Penicillin	Sigma-Aldrich	1406-05-9
pH meter Inolab	VWR International, Alcabideche, Portugal	15212099
Pippete tips	Eppendorf, Portugal	5412307
Pyrex Bottles Media Storage	VWR International, Alcabideche, Portugal	16157-169
Rotary Evaporator	Heidolph, Laborota 4000	80409287
Rotavapor	IKA HB10, VWR International, Alcabideche, Portugal	07.524254
Sodium Carbonate (Na2CO3)	Chem-Lab	497-19-8
Sodium Chloride (NaCl)	Normax Chem	7647-14-5
Sodium Phosphate Dibasic	Riedel-de Haën	7558-79-4
SpectraMagic NX	Konica Minolta, Japan		color data analysis software
Spectrophotometer	Evolution 201, Thermo Scientific, Madison, WI, USA	5A4T092004
Streptomycin	Sigma-Aldrich	57-92-1
Thiamine	Panreac AppliChem	59-43-8
Trypsin-EDTA	Sigma-Aldrich	T4049
Tryptic Soy Agar (TSA)	VWR Chemicals	ICNA091010617
Tryptic Soy Broth (TSB)	VWR Chemicals	22091
Ultrapure water	Advantage A10 Milli-Q lab, Merck, Darmstadt, Germany	F5HA17360B
Vacuum pump	Buchi, Switzerland	FIS05-402-103
Vitamin B12	Merck	68-19-9