Aquí, describimos varios protocolos que apuntan a una valorización integrada de Gracilaria gracilis: recolección de especies silvestres, crecimiento interno y extracción de ingredientes bioactivos. Se evalúan los efectos antioxidantes, antimicrobianos y citotóxicos de los extractos, junto con la evaluación nutricional y de estabilidad de los alimentos enriquecidos con biomasa y pigmentos de algas marinas enteras.
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Artículo de método
Valorización del alga roja Gracilaria gracilis a través de un enfoque de biorrefinería
En este artículo
Resumen
Resumen
El interés por las algas marinas como materia prima abundante para obtener ingredientes bioactivos valiosos y multiobjetivo está en continuo crecimiento. En este trabajo, exploramos el potencial de Gracilaria gracilis, un alga roja comestible cultivada en todo el mundo por su interés comercial como fuente de agar y otros ingredientes para aplicaciones cosméticas, farmacológicas, alimentarias y de piensos.
Las condiciones de crecimiento de G. gracilis se optimizaron a través de la propagación vegetativa y la esporulación, mientras se manipulaban las condiciones fisicoquímicas para lograr un gran stock de biomasa. Se realizaron metodologías de extracción verde con etanol y agua sobre la biomasa de algas. El potencial bioactivo de los extractos se evaluó a través de un conjunto de ensayos in vitro sobre sus propiedades citotóxicas, antioxidantes y antimicrobianas. Además, se incorporó biomasa seca de algas marinas en las formulaciones de pasta para aumentar el valor nutricional de los alimentos. Los pigmentos extraídos de G. gracilis también se han incorporado al yogur como colorante natural, y se evaluó su estabilidad. Ambos productos fueron sometidos a la apreciación de un panel sensorial semi-entrenado con el objetivo de lograr la mejor formulación final antes de llegar al mercado.
Los resultados respaldan la versatilidad de G. gracilis ya sea que se aplique como biomasa completa, extractos y/o pigmentos. A través de la implementación de varios protocolos optimizados, este trabajo permite el desarrollo de productos con potencial para beneficiar a los mercados de alimentos, cosméticos y acuicultura, promoviendo la sostenibilidad ambiental y una economía circular azul.
Además, y en línea con un enfoque de biorrefinería, la biomasa residual de algas marinas se utilizará como bioestimulante para el crecimiento de las plantas o se convertirá en materiales de carbono que se utilizarán en la purificación del agua de los sistemas acuícolas internos del MARE-Polytechnic de Leiria, Portugal.
Introducción
Las algas marinas pueden considerarse como una materia prima natural interesante para ser aprovechada por los sectores farmacéutico, alimentario, de piensos y medioambiental. Biosintetizan una panoplia de moléculas, muchas de las cuales no se encuentran en los organismos terrestres, con propiedades biológicas relevantes 1,2. Sin embargo, es necesario implementar protocolos de cultivo optimizados para algas marinas para garantizar un gran stock de biomasa.
Los métodos de cultivo siempre deben tener en cuenta la naturaleza de las algas marinas, los talos y la morfología general. G....
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Protocolo
1. Recolección y preparación de biomasa
- Coseche los especímenes de G. gracilis durante la marea baja y transpórtelos rápidamente al laboratorio en cajas oscuras y refrigeradas para evitar el secado, la luz y la exposición al aire.
- En el laboratorio, lave cada talo con agua corriente de mar y limpie a fondo para eliminar los desechos, las partes necróticas, las epífitas y otros organismos de la superficie.
- Mantener la biomasa silvestre en agua de mar constantemente aireada (31-35 psu) en una sala climática (20 ± 1 °C) con baja irradiancia proporcionada por la luz del día, lámparas blancas frías y fluorescentes y fotoperiodo fijado....
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Resultados
Actividad antimicrobiana
A la hora de interpretar los resultados obtenidos, hay que tener en cuenta que cuanto mayor sea el porcentaje de inhibición, mayor será la eficacia del extracto para inhibir el crecimiento de esa cepa concreta y, en consecuencia, más interesante será el extracto como antimicrobiano. A través de esta metodología, podemos identificar rápidamente qué extractos tienen mayor actividad sobre d.......
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Discusión
Las pruebas de actividad antimicrobiana en un medio líquido se utilizan para evaluar la eficacia de las sustancias antimicrobianas contra los microorganismos suspendidos en un medio líquido y generalmente se realizan para determinar la capacidad de una sustancia para inhibir el crecimiento o matar microorganismos35,36,37,38. Se utilizan para evaluar la sensibilidad de los microorganismos a los .......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Este trabajo contó con el apoyo de la Fundación Portuguesa para la Ciencia y la Tecnología (FCT) a través de los Proyectos Estratégicos concedidos al MARE-Centro de Ciencias Marinas y Ambientales (UIDP/04292/2020 y UIDB/04292/2020), y al Laboratorio Asociado ARNET (LA/P/0069/2020). La FCT también financió las becas individuales de doctorado otorgadas a Marta V. Freitas (UI/BD/150957/2021) y Tatiana Pereira (2021). 07791. BD). Este trabajo también contó con el apoyo financiero del proyecto HP4A - PASTA SALUDABLE PARA TODOS (copromoción nº 039952), cofinanciado por el FEDER - Fondo Europeo de Desarrollo Regional, en el marco del Programa Portugal 2020, a través del Prog....
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Etanol absoluto | Aga, Portugal | 64-17-5 | |
| Cloruro de amonio | PanReac | 12125-02-9 | |
| Anfotericina B | Sigma-Aldrich | 1397-89-3 | |
| Balanza analítica | Sartorius, TE124S | 22105307 | |
| Bacillus subtilis subsp. spizizenii | Colección alemana de microorganismos y Cultivos celulares (DSMZ) | DSM 347 | |
| Biotina | Panreac AppliChem | 58-85-5 | |
| Centrífuga | Eppendorf, 5810R | 5811JH490481 | |
| Cloranfenicol | PanReac | 56-75-7 | |
| CO2 Cámara | Memmert | N/A | |
| Lámparas fluorescentes blancas frías | OSRAM Lumilux Skywhite | N/A | |
| Densitómetro McFarland | Grant Instruments | N/A | |
| DMEM medio | Sigma-Aldrich | D5796 | |
| DMSO | Sigma-Aldrich | 67-68-5 | |
| DPPH | Sigma, Steinheim, Alemania | 1898-66-4 | |
| Escherichia coli (DSM 5922) | Colección Alemana de Microorganismos y Cultivos Celulares (DSMZ) | ||
| Etanol 96% | AGA-Portugal | 64-17-5 | |
| Ácido etilendiaminotetraacético Sal disódica dihidratada (Na2EDTA) | J.T.Baker | 6381-92-6 | |
| Suero fetal bovino (FBS) | Sigma-Aldrich | F7524 | |
| Papel de filtro (Whatman No.1) | Matraces | WHA1001320 | |
| VWR International, Alcabideche, Portugal | N/A | ||
| Folin-Ciocalteu | VWR Chemicals | 31360.264 | |
| Ácido Gálico | Merck | 149-91-7 | |
| Óxido de germanio (IV), 99.999% | AlfaAesar | 1310-53-8 | |
| Células HaCaT – 300493 | CLS-Cell Lines Services, Alemania | ||
| Agitador magnético de placa caliente | IKA, C-MAG HS7 | 06.090564 | |
| Sulfato de hierro | VWR Chemicals | 10124-49-9 | |
| Campana de flujo laminar | TelStar, Portugal | 526013 | |
| LB Medium | VWR Chemicals | J106 | |
| Listonella anguillarum | Colección Alemana de Microorganismos y Cultivos Celulares (DSMZ) | DSM 21597 | |
| Cloruro de manganeso | VWR Chemicals | 7773.01.5 | |
| Micropipetas | Eppendorf, Portugal | N/A | |
| Microplacas | VWR International, Alcabideche, Portugal | 10861-666 | |
| Microplacas | Greiner | 738-0168 | |
| Microplacas (estériles) | Fisher Scientific | 10022403 | |
| Lector de microplacas | Espectrofotómetro de microplacas Epoch, BioTek, Vermont, EE. UU. | 1611151E | |
| MTT | Sigma-Aldrich | 289-93-1 | |
| Caldo Müller-Hinton (MHB) | VWR Chemicals | 90004-658 | |
| Aglutinante para horno, FD115 | 12-04490 | ||
| Aglutinante para horno, BD115 | 04-62615 | ||
| Penicilina | Sigma-Aldrich | 1406-05-9 | |
| Medidor de pH Inolab | VWR International, Alcabideche, Portugal | ||
| Puntas de Pippete | Eppendorf, Portugal | 5412307 | |
| Almacenamiento de medios de botellas Pyrex | VWR International, Alcabideche, Portugal | 16157-169 | |
| Evaporador rotativo | Heidolph, Laborota 4000 | 80409287 | |
| Rotavapor | IKA HB10, VWR International, Alcabideche, Portugal | 07.524254 | |
| Carbonato de sodio (Na2CO3) | Chem-Lab | 497-19-8 | |
| Cloruro de sodio (NaCl) | Normax Chem | 7647-14-5 | |
| Fosfato de sodio Dibásico | Riedel-de Haë n | 7558-79-4 | |
| SpectraMagic NX | Konica Minolta, Japón | software de análisis de datos de color | |
| Spectrophotometer | Evolution 201, Thermo Scientific, Madison, WI, EE. UU. | 5A4T092004 | |
| Estreptomicina | Sigma-Aldrich | 57-92-1 | |
| Tiamina | Panreac AppliChem | 59-43-8 | |
| Tripsina-EDTA | Sigma-Aldrich | T4049 | |
| Agar de soja tríptico (TSA) | Productos químicos de VWR | ICNA091010617 | |
| Caldo de soja tríptico (TSB) | VWR Chemicals | 22091 | |
| Agua ultrapura | Advantage A10 Milli-Q lab, Merck, Darmstadt, Alemania | F5HA17360B | |
| Bomba de vacío | Buchi, Suiza | FIS05-402-103 | |
| Vitamina B12 | Merck | 68-19-9 |
Referencias
- 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).
- Roohinejad, S., Koubaa, M., Barba, F. J., Saljoughian, S., Amid, M., Greiner, R.
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Reimpresiones y permisos
