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The effect of nutrient concentration and production system on bioactive compounds of Ulva spp. cultivated in different integrated systems
| datacite.subject.fos | Ciências Naturais::Outras Ciências Naturais | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Cunha, Maria Emília | |
| dc.contributor.advisor | Varela, J. | |
| dc.contributor.author | Machado, Francisco Costa Ferreira Veiga | |
| dc.date.accessioned | 2021-01-29T15:42:57Z | |
| dc.date.available | 2021-01-29T15:42:57Z | |
| dc.date.issued | 2019-12-20 | |
| dc.description.abstract | As macroalgas do género Ulva crescem em locais abrigados, águas litorais eutrofizadas e por vezes são consideradas uma praga. No entanto, a sua capacidade biorremediadora, associada ao seu crescimento rápido, fornece um serviço ecossistémico importante principalmente no que diz respeito à mitigação de excesso de nutrientes. Para além desta tem outras propriedades que podem vir a ser valiosas, tal como a sua composição bioquímica que é caracterizada pela existência de vários compostos que podem ser usados para fins medicinais (e.g. antioxidante, anti-inflamatória, anti cancro), nutraceuticos, para alimentação animal e até mesmo como biomaterial (e.g. bioplástico). O seu cultivo em sistemas fechados e a sua capacidade de captação de nutrientes, particularmente amónia, conferem às Ulva spp. características valiosas para a sua integração em sistemas de produção multitróficos. No entanto, a comunidade científica necessita de compreender como os parâmetros ambientais influenciam o crescimento da macroalga e seus compostos bioativos. Este trabalho pretende contribuir para um melhor conhecimento da ecologia de Ulva e da forma como a concentração de nutrientes e o sistema de produção (semi-intensivo e extensivo) afetam o seu crescimento, e as suas propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias. De modo a estudar a influência dos nutrientes uma quantidade conhecida de biomassa de Ulva foi cultivada em caixas flutuantes de 0.7 m3 perfuradas, instaladas dentro de um reservatório de água para aquacultura com valores comparativamente baixos de nutrientes e de um tanque de decantação/sedimentação de uma piscicultura com valores mais elevados. No estudo dos sistemas de produção a eficiência destas caixas foi comparada com a de “raceways” tendo-se usadas a água do tanque de sedimentação. Os parâmetros ambientais (temperatura, turbidez da água e radiação), crescimento, utilização de nutrientes, composição proximal (humidade, matéria seca, cinzas e matéria orgânica), conteúdo total de polifenóis, atividades antioxidantes (DPPH, FRAP, ABTS) e anti-inflamatória foram estimadas a partir da biomassa cultivada. Os períodos de cultivo analisados correspondem a amostras de Inverno e de Primavera. O efeito da concentração de nutrientes e o efeito dos tipos de sistema de produção foram inferidos através de análises de componentes principais (PCA). O efeito dos nutrientes e sistema de produção influenciaram significativamente o crescimento, matéria orgânica, conteúdo de proteína e lípidos, polifenóis e atividades antioxidantes e anti-inflamatórias. As caixas flutuantes e o tanque de decantação forneceram condições ótimas para um crescimento mais estável, maior conteúdo proteico e polifenólico e elevadas atividades antioxidantes e anti-inflamatórias, comparativamente com os “raceways” e o reservatório. Adicionalmente, foi constatado que o caudal nos “raceway” foi um fator limitante que comprometeu a utilização de nutrientes pelas algas, o seu crescimento, o conteúdo proteico e polifenólico e respetivas atividades. A grande parte da atividade antioxidante e anti-inflamatória foi maior durante o inverno do que na primavera. No entanto, o aumento de certas atividades antioxidantes ao longo do tempo, poderá ser justificado pelo incremento do metabolismo antioxidante em resposta ao aumento da temperatura e da radiação. Deste modo, o presente estudo concluiu que o conteúdo proteico, antioxidante e anti-inflamatório foi significantemente limitado pela disponibilidade de nutrientes face ao sistema de produção e local. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Ulva spp. grow in sheltered, eutrophic coastal waters, covering large areas and being sometimes considered a nuisance. However, they have valuable bioremediation capabilities that, associated with the fast growth rate, provide important ecosystem services mainly in respect to waste nutrient impact mitigation. Other very important Ulva properties are associated to its biochemical composition characterized by several compounds useful in fields like medicine, nutraceuticals, animal feed, and bio-material construction. Their cultivation efficiency in closed systems and efficient nutrient uptake makes them valuable macroalgae for integrated multitrophic aquaculture (IMTA). Nevertheless, the scientific community still needs to understand how environmental parameters influence the macroalgae growth and their biological active compounds. The present work used two different water sources with different nutrient concentration (settling pond (SP) and reservoir (R) from an aquaculture research centre) and two different production systems (raceway system (Rw) and floating cages (Fc)) to study the temporal and spatial effect of nutrient concentration and production system on growth, nutrient uptake, and antioxidant and anti-inflammatory properties of Ulva spp. biomass. Ulva biomass samples were analysed in periods representative of Winter and early Spring conditions. Additionally, the nutrient effect (SP vs R) and production system effect (Rw vs Fc) were analysed through two separate principle component analysis. The nutrient levels and different production systems influenced growth, organic matter, protein and lipid contents, antioxidant and anti-inflammatory activities of Ulva spp. Fc and SP provided an optimal environment for growth, and higher protein, polyphenol content and anti-activities. Contrarily, restrained water flow in Rw, compromised the nutrient uptake, growth, protein and polyphenol yields and anti-activities. Also, most anti-activities were higher during winter, and lower in early spring. However, some antioxidant activities were found to increase over season due to the rise of antioxidant metabolism in response to temperature and radiation. Therefore, the present study concludes that protein, antioxidant and anti-inflammatory activities were significantly lower where the nutrient availability and uptake were limited. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 202538397 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.1/15003 | |
| dc.language.iso | eng | pt_PT |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | pt_PT |
| dc.subject | Ulva spp. | pt_PT |
| dc.subject | Aquacultura integrada multitrófica | pt_PT |
| dc.subject | Compostos bioativos | pt_PT |
| dc.subject | Antioxidante | pt_PT |
| dc.subject | Anti-inflamatório | pt_PT |
| dc.title | The effect of nutrient concentration and production system on bioactive compounds of Ulva spp. cultivated in different integrated systems | 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. Faculdade de Ciências e Tecnologia | |
| thesis.degree.level | Mestre | |
| thesis.degree.name | Mestrado em Aquacultura e Pescas | pt_PT |
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