Publication
Extraction of glycosaminoglycans (gags) from discarded by-products of bluefin tuna (thunnus thynnus) fished off Algarve
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Aníbal, J. | |
| dc.contributor.advisor | Esteves, E. | |
| dc.contributor.author | Ogura, Kazuko | |
| dc.date.accessioned | 2024-02-23T12:47:31Z | |
| dc.date.available | 2024-02-23T12:47:31Z | |
| dc.date.issued | 2023-11-28 | |
| dc.description.abstract | O onsumo global de pescado aumentou quase o dobro da taxa anual do crescimento da população mundial no mesmo período, de 1961 a 2019, tornando o consumo de pescado maior do que qualquer outro consumo de proteína animal. Por outro lado, a proporção dos mananciais de pescarias sustentáveis continua a diminuir, devido à sobrepesca e ao aumento da temperatura da água do oceano, criando a necessidade de aumentar a utilização eficaz dos subprodutos de resíduos marinhos. O objetivo deste estudo foi estabelecer uma metodologia para a extração e quantificação de glicosaminoglicanos (GAG) em globos oculares e brânquias de atum, os quais são subprodutos descartados de atum rabilho (Thunnus thynnus). Pretendeu-se também estabelecer uma base para aumentar o valor de subprodutos descartados e facilitar a sua distribuição para as indústrias farmacêutica, cosmética e alimentar. Os GAG são polissacáridos de cadeias longas, lineares, carregadas negativamente, e com uma estrutura dissacárida repetitiva de N-acetilglucosamina e ácido glucurónico, sendo o ácido hialurónico (HA) e o sulfato de condroitina (CS) dois exemplos. Os GAG são compostos bioativos como componentes-chave das matrizes celulares e extracelulares, e desempenham papéis importantes no crescimento celular, diferenciação, morfogénese, migração celular e infeção bacteriana/viral. Os GAG foram extraídos das brânquias e globos oculares de atuns rabilho, recolhidos na região do Algarve (Portugal), pela empresa Tunipex, S.A., através de um processo de desengorduramento, hidrólise enzimática e precipitação. Nos ensaios com as brânquias (14 amostras), a extração de GAG foi realizada utilizando as partes mais cartilagíneas das áreas externas da estrutura branquial, tendo-se descartado a parte óssea. Nos ensaios com os globos oculares (15 amostras), os GAG foram extraídos a partir do humor vítreo, contido no interior da cavidade ocular. A enzima papaína e um tampão acetato de sódio foram utilizados para a hidrólise enzimática, sendo a precipitação dos GAG efetuada através da adição de etanol. A quantidade de GAG presente nas amostras foi estimada através da determinação dos hidratos de carbono totais pelo método de Dubois. As brânquias apresentaram um teor de GAG de 8,71±0,66 mg/g de massa seca precipitada pelo etanol, enquanto o valor correspondente no humor vítreo dos glóbulos oculares foi de 1,79±0,72 mg/g. A comparação com resultados de outros estudos de métodos de extração semelhantes confirmou que o atum rabilho contém tanto ou mais GAG do que outros organismos. O GAG médio das guelras por um indivíduo de atum rabilho foi de 2,3867 g e o GAG médio de por um indivíduo de atum rabilho (2 globos oculares) foi de 0,2269 g. Comercialmente, à data de realização deste trabalho, o CS é vendido a um preço médio de 442 €/g e o HA a um preço médio de 18.737 €/g, a empresas médicas, institutos de investigação ou empresas farmacêuticas em Portugal. Com base nestes preços, e por cada atum rabilho, estima-se que o CS contido nas brânquias tenha um valor de 1.056 €, e o HA contido no globo tenha um valor de 4.252 €. Por extrapolação das capturas da empresa Tunipex S.A. (cerca de 1374 atuns rabilho por ano), calculou-se que as brânquias poderiam render € 1.450.998,96 € em CS e os globos oculares 5.842.577,76 € em HA. Os mercados globais de CS e HA estão se expandindo rapidamente. Em escala industrial, o CS é extraído principalmente da cartilagem de tubarões e animais terrestres. No entanto, nos últimos anos, questões éticas e de sustentabilidade relacionadas a tubarões ameaçados foram levantadas e, em agosto de 2021, o governo do Reino Unido promulgou uma nova lei proibindo a importação e exportação de barbatanas de tubarão. Devido ao seu baixo custo, o HA é produzido principalmente por via microbiológica, no entanto devido a questões de segurança, as aplicações médicas geralmente usam HA extraído de animais terrestres ou marinhos. Além disso, devido à crescente consciencialização sobre a importância da rastreabilidade devido a questões como BSE, espera-se que a procura por CS e HA originários de organismos marinhos aumente ainda mais no futuro. Até ao momento, nenhum estudo foi realizado sobre a extração de GAG, CS ou HA, em brânquias ou globos oculares de atum rabilho. O atum rabilho é um dos principais predadores marinhos de topo e a uma das maiores espécies de atum presente em águas portuguesas. Devido ao seu grande tamanho é possível produzir quantidades apreciáveis de GAG relativamente à quantidade e peso dos subprodutos descartados. Como resultado desta pesquisa, descobriu-se que os globos oculares e as brânquias do atum rabilho contêm grandes quantidades de GAG e que são materiais de alto valor, de utilização ecologicamente sustentável e baixo custo. A parte descartada do atum rabilho pode ser uma nova matéria-prima para extração de GAG, como HA e CS, e tem aplicações potenciais nas áreas médica, farmacêutica, alimentícia e cosmética. Este estudo pode servir de base para avaliar o uso comercial dos subprodutos descartados do atum rabilho. No entanto, existem muitos desafios para estabelecer o potencial comercial. Além das questões técnicas, como a remoção do odor peculiar do pescado, também existem dificuldades devido às matérias-primas, como a flutuação da quantidade de pescado e dos ingredientes do peixe cru, dependendo da estação do ano e da manutenção do frescor. Nas extrações efetuadas a partir do globo ocular, não houve uma relação significativa entre o tamanho do indivíduo e a quantidade de GAG, mas no caso dos ensaios com brânquias, quanto maior o tamanho da brânquia, maior a quantidade de GAG extraído (mg por g de peso seco) (p=0.04) e o teor de hidratos de carbono por mg de GAG bruto (p=0.03). Os GAG extraídos dos dois tipos de tecido em estudo, brânquia e humor vítreo, apresentaram cor, textura e propriedades diferentes. Para estabelecer o seu potencial comercial dos GAG extraídos, são necessários mais estudos para voltar a testá-los após novos processos de purificação e para analisar a potencial atividade biológica dos GAG isolados. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Social needs for effective utilization of marine discarded byproducts are increasing due to factors such as the decreasing proportion of sustainable fish resources. Therefore, with the aim of increasing the value of discarded by-products and providing a basis for promoting their distribution, we extracted glycosaminoglycans (GAGs) from the eyeballs and gills of bluefin tuna discarded by-products and estimated their content. GAGs are long linear polysaccharides that form a repeating disaccharide structure of N-acetylglucosamine and glucuronic acid, where hyaluronic acid (HA) and chondroitin sulfate (CS) are two examples. Crude GAG was extracted from the gills and eyeballs of bluefin tuna collected in the Algarve region, Portugal by the processes of acetone defatting, enzymatic hydrolysis with papain, and ethanol precipitation. Assuming that the amount of carbohydrate in the crude GAG is the amount of GAG, the average GAG per gills of one individual bluefin tuna was 2.3867 g, and the average GAG per one individual bluefin tuna (2 eyeballs) was 0.2269 g. In the experiments with gills, the larger the gill size, the higher the GAG yield (mg per g of dry pellet) (p=0.04) and the carbohydrate content per mg of crude GAGs (p=0.03). CS is sold at very high prices, average 442 €/g and HA at average 18,737 €/g, to medical, research institute or pharmaceutical companies in Portugal. Based on these prices, it is estimated that the gills could be the main ingredient of CS product worth €1,056 and the eyeball could be the main ingredient of HA product worth €4,252, per one bluefin tuna respectively. This study serves as a basis for the commercial utilization of bluefin tuna discarded by-products. However, to establish its commercial potential, further studies are needed to re-test it after further purification processes and to analyze the potential biological activity of the isolated GAGs. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 203469682 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.1/20445 | |
| dc.language.iso | eng | pt_PT |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | pt_PT |
| dc.subject | Valorização de subprodutos | pt_PT |
| dc.subject | Compostos bioativos | pt_PT |
| dc.subject | Atum rabilho | pt_PT |
| dc.subject | Glicosaminoglicanos | pt_PT |
| dc.title | Extraction of glycosaminoglycans (gags) from discarded by-products of bluefin tuna (thunnus thynnus) fished off Algarve | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.grantor | Universidade do Algarve. Instituto Superior de Engenharia | |
| thesis.degree.level | Mestre | |
| thesis.degree.name | Mestrado em Tecnologia de Alimentos | pt_PT |