Kırmızı Deniz Yosunu Gracilaria gracilis'in Biyorafineri Yaklaşımı ile Değerlendirilmesi

Özet

Burada, Gracilaria gracilis'in entegre bir şekilde değerlendirilmesini amaçlayan birkaç protokolü açıklıyoruz: yabani türlerin toplanması, kurum içi büyüme ve biyoaktif bileşenlerin ekstraksiyonu. Ekstraktların antioksidan, antimikrobiyal ve sitotoksik etkileri, bütün deniz yosunu biyokütlesi ve pigmentleri ile zenginleştirilmiş gıdaların beslenme ve stabilite değerlendirmesi ile birlikte değerlendirilir.

Özet

Değerli ve çok hedefli biyoaktif bileşenler elde etmek için bol miktarda hammadde olarak deniz yosunlarına olan ilgi sürekli artmaktadır. Bu çalışmada, kozmetik, farmakolojik, gıda ve yem uygulamaları için bir agar ve diğer bileşenlerin kaynağı olarak ticari çıkarları nedeniyle dünya çapında yetiştirilen yenilebilir bir kırmızı deniz yosunu olan Gracilaria gracilis'in potansiyelini araştırıyoruz.

G. gracilis büyüme koşulları, büyük bir biyokütle stoğu elde etmek için fizikokimyasal koşulları manipüle ederken vejetatif çoğaltma ve sporülasyon yoluyla optimize edildi. Deniz yosunu biyokütlesi üzerinde etanol ve su ile yeşil ekstraksiyon metodolojileri gerçekleştirildi. Ekstraktların biyoaktif potansiyeli, sitotoksisiteleri, antioksidanları ve antimikrobiyal özellikleri ile ilgili bir dizi in vitro test ile değerlendirildi. Ek olarak, kurutulmuş deniz yosunu biyokütlesi, gıdanın besin değerini artırmak için makarna formülasyonlarına dahil edildi. G. gracilis'ten ekstrakte edilen pigmentler de doğal bir renklendirici olarak yoğurda dahil edilmiş ve stabiliteleri değerlendirilmiştir. Her iki ürün de pazara ulaşmadan önce en iyi nihai formülasyonu elde etmeyi amaçlayan yarı eğitimli bir duyusal panelin takdirine sunuldu.

Sonuçlar, G. gracilis'in bütün bir biyokütle, ekstrakt ve/veya pigment olarak uygulanıp uygulanmadığına bakılmaksızın çok yönlülüğünü desteklemektedir. Bu çalışma, birkaç optimize edilmiş protokolün uygulanmasıyla, gıda, kozmetik ve su ürünleri pazarlarından kâr etme potansiyeline sahip ürünlerin geliştirilmesine olanak tanıyarak çevresel sürdürülebilirliği ve mavi döngüsel ekonomiyi teşvik eder.

Ayrıca, bir biyorafineri yaklaşımına uygun olarak, artık deniz yosunu biyokütlesi, bitki büyümesi için biyostimülan olarak kullanılacak veya Leiria, Portekiz'deki MARE-Polytechnic'in kurum içi su ürünleri yetiştiriciliği sistemlerinin su arıtmasında kullanılmak üzere karbon malzemelerine dönüştürülecektir.

Giriş

Deniz yosunları, ilaç, gıda, yem ve çevre sektörleri tarafından yararlanılacak ilginç bir doğal hammadde olarak kabul edilebilir. Birçoğu karasal organizmalarda bulunmayan ve ilgili biyolojik özelliklere sahip bir dizi molekülü biyosentezlerler ^1,2. Bununla birlikte, büyük bir biyokütle stoğu sağlamak için deniz yosunu için optimize edilmiş yetiştirme protokollerinin uygulanması gerekir.

Yetiştirme yöntemleri her zaman deniz yosunu thalli'nin doğasını ve genel morfolojisini dikkate almalıdır. Gracilaria gracilis klonal bir taksondur, yani bağlanma organı birden fazla vejeta....

Protokol

1. Biyokütle hasadı ve hazırlanması

1. Düşük gelgit sırasında G. gracilis örneklerini hasat edin ve kuruma, ışığa ve havaya maruz kalmayı önlemek için bunları karanlık, soğutulmuş kutularda hızlı bir şekilde laboratuvara taşıyın.
2. Laboratuvarda, her bir thallusu akan deniz suyuyla yıkayın ve yüzeydeki kalıntıları, nekrotik parçaları, epifitleri ve diğer organizmaları temizlemek için iyice temizleyin.
3. Yabani biyokütleyi sürekli havalandırılan deniz suyunda (31-35 psu) gün ışığı, soğuk beyaz ± flüoresan lambalar ve 7 gün boyunca 16:08'de (açık: karanlık) fotoperiyot ile sağlanan düşük ışınımlı bir iklim odasında (20 1 °C) tutun. Bu sü....

Tartışmalar

Sıvı bir ortamda antimikrobiyal aktivite testleri, antimikrobiyal maddelerin sıvı bir ortamda asılı kalan mikroorganizmalara karşı etkinliğini değerlendirmek için kullanılmaktadır ve genellikle bir maddenin büyümeyi engelleme veya mikroorganizmaları öldürme yeteneğini belirlemek için yapılmaktadır^35,36,37,38. Mikroorganizmaların antimikrobiyal ajanlara duyarlılığını .......

Malzemeler

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