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Publication
Bioactive compounds and antioxidant activity from Alaria esculenta cultivated on long-lines in Bantry Bay: effect of cultivation and processing method
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Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
The demand for seaweed-based products for food, pharmaceuticals and fish and cattle feed has been rising with a significant expansion of the global seaweed cultivation industry. The growing demand is driven for contaminant-free seaweed and by the commercial sector requiring seaweed-derived products for biotechnological and medical applications in countries with little traditional interest in seaweed aquaculture.
Brown macroalgae contain a wide variety of bioactive compounds beneficial to health with therapeutic properties such as anticancer, anti-obesity, antidiabetic, antiviral or antibacterial activity. However, these compounds can show seasonal variations and its amount can also be affected by the extraction, isolation, and biomass processing methods used. This work aims to extract, produce fractions enriched in the compounds of interest, characterize, and analyse the antioxidant activity of extracts rich in fucoxanthin and phlorotannins, determining the effect of the drying method (oven and freeze-drying), the deployment date and the sampling date on these bioactive compounds. To achieve this, Alaria esculenta, a winter and fast-growing species, was cultivated on long-lines in Bantry Bay, Ireland. Biomass yield was calculated to assess seaweed growth and the characterization and quantification of fucoxanthin and phlorotannins was performed using Ultra-High-Performance Liquid Chromatography, followed by DPPH scavenging capacity in order to assess the antioxidant activity of the extracts. The results demonstrate that the bioactive compounds concentration is dependent on the deployment and sampling dates and that these compounds have a strong relationship with the antioxidant activity of the extracts. However, no significant differences were found when applying the two drying methods: oven-drying and freeze-drying. We have concluded that a later deployment (December) will produce a higher biomass yield in less time, with levels of fucoxanthin and phlorotannins peaking on May 5th, probably related with the presence of epiphytes and grazers. However, high variability was observed, suggesting that further studies need to be carried out to improve the sampling method.
A procura por produtos à base de macroalgas para alimentação humana, desenvolvimento de produtos farmacêuticos e/ou rações para animais tem aumentado causando uma expansão significativa da indústria global de cultivo de algas marinhas. A crescente demanda exige algas livres de contaminantes e é impulsionada por um setor comercial que exige produtos derivados de algas marinhas para aplicações biotecnológicas e médicas em países com pouco interesse ou tradição na aquicultura das macroalgas. As macroalgas castanhas contêm uma grande variedade de compostos bioativos benéficos para a saúde com propriedades terapêuticas, como anticancerígenos, anti-obesidade, antidiabética, antiviral ou antibacteriana. No entanto, esses compostos podem apresentar variações sazonais e sua quantidade também pode ser afetada pelos métodos de extração, isolamento e processamento de biomassa utilizados. Assim, este trabalho tem como objetivo a produção de frações enriquecidas em compostos de interesse como a fucoxantina e os florotaninos, sua caracterização, e análise da atividade antioxidante dos extratos preparados, determinando o efeito do método de secagem (estufa e liofilização), assim como a data de inicio de cultivo e de colheita. A espécie emestudo, Alaria esculenta é uma espécie de inverno e de crescimento rápido, e foi cultivada em cordas em Bantry Bay, na Irlanda. O rendimento de biomassa foi calculado para avaliar o crescimento das algas e a caracterização e quantificação da fucoxantina e dos florotaninos foi realizada por Cromatografia Líquida de Alta eficiência, seguida da determinação da sua atividade antioxidante (métodod do DPPH). Os resultados demonstram que a concentração dos compostos bioativos é dependente das datas de cultivo e amostragem e que esses compostos possuem forte relação com a atividade antioxidante dos extratos. Não foram encontradas diferenças significativas ao aplicar os dois métodos de secagem: estufa e liofilização. Assim, os resultados sugerem que um inicio de ciclo de cultivo em dezembro produzirá maior rendimento de biomassa em menos tempo, apresentando níveis de fucoxantina e florotaninos com valores máximos a 5 de maio, estando estes provavelmente relacionados com a presença de organismos epifíticos e grazers. Porém, foi observada alta variabilidade, sugerindo que mais estudos precisam ser realizados para aprimorar o método de amostragem.
A procura por produtos à base de macroalgas para alimentação humana, desenvolvimento de produtos farmacêuticos e/ou rações para animais tem aumentado causando uma expansão significativa da indústria global de cultivo de algas marinhas. A crescente demanda exige algas livres de contaminantes e é impulsionada por um setor comercial que exige produtos derivados de algas marinhas para aplicações biotecnológicas e médicas em países com pouco interesse ou tradição na aquicultura das macroalgas. As macroalgas castanhas contêm uma grande variedade de compostos bioativos benéficos para a saúde com propriedades terapêuticas, como anticancerígenos, anti-obesidade, antidiabética, antiviral ou antibacteriana. No entanto, esses compostos podem apresentar variações sazonais e sua quantidade também pode ser afetada pelos métodos de extração, isolamento e processamento de biomassa utilizados. Assim, este trabalho tem como objetivo a produção de frações enriquecidas em compostos de interesse como a fucoxantina e os florotaninos, sua caracterização, e análise da atividade antioxidante dos extratos preparados, determinando o efeito do método de secagem (estufa e liofilização), assim como a data de inicio de cultivo e de colheita. A espécie emestudo, Alaria esculenta é uma espécie de inverno e de crescimento rápido, e foi cultivada em cordas em Bantry Bay, na Irlanda. O rendimento de biomassa foi calculado para avaliar o crescimento das algas e a caracterização e quantificação da fucoxantina e dos florotaninos foi realizada por Cromatografia Líquida de Alta eficiência, seguida da determinação da sua atividade antioxidante (métodod do DPPH). Os resultados demonstram que a concentração dos compostos bioativos é dependente das datas de cultivo e amostragem e que esses compostos possuem forte relação com a atividade antioxidante dos extratos. Não foram encontradas diferenças significativas ao aplicar os dois métodos de secagem: estufa e liofilização. Assim, os resultados sugerem que um inicio de ciclo de cultivo em dezembro produzirá maior rendimento de biomassa em menos tempo, apresentando níveis de fucoxantina e florotaninos com valores máximos a 5 de maio, estando estes provavelmente relacionados com a presença de organismos epifíticos e grazers. Porém, foi observada alta variabilidade, sugerindo que mais estudos precisam ser realizados para aprimorar o método de amostragem.
Description
Keywords
Alaria esculenta Método de secagem Fucoxantina Florotaninoss Atividade antioxidante