Caracterização do perfil biotecnológico de Dilsea carnosa. Ensaios de cultivo em IMTA, Análise do conteúdo coloidal, Quantificação de potencial bioativo

Abstract

No presente trabalho são apresentados estudos de interesse biotecnológico na macroalga laminar vermelha (filo Rhodophyta) da família Dumontiaceae, Dilsea carnosa (Schmidel) Kuntze. D. carnosa é uma alga do Atlântico Norte, esparsa na Europa Central e do Norte. Está presente ao longo da costa Centro e Norte Portuguesa, sendo o seu limite Sul de ocorrência descrito em Portugal, mais especificamente na Praia da Aguda, distrito do Porto. Ocorre naturalmente em cantos ou abrigos entre as rochas, em águas frias com temperaturas mínimas de 12°C e máximas de 15°C, no horizonte médiolitoral inferior ou infralitoral superior, até 25m de profundidade. O cultivo de algas marinhas em sistemas de IMTA (Aquacultura integrada multitrófica) constitui não só, uma importante ferramenta para processos ecológicos mas também uma fonte de matéria-prima de excelência para as indústrias de exploração de recursos macroalgais marinhos. O cultivo desta espécie em diferentes condições foi avaliado, a fim de encontrar possíveis extrapolações para modelos de crescimento à escala comercial. Numa primeira fase foram estudados cultivos em condições laboratoriais e de seguida num sistema de IMTA concreto, da empresa ALGAplus na Ria de Aveiro (Portugal), de modo a prespetivar o seu potencial de cultivo em aquacultura. Como fonte primária de matéria orgânica, as aplicações das algas marinhas no campo biotecnológico são muito vastas. Não só constituem uma fonte alimentar bastante completa em nutrientes, minerais e fibras, como no campo da nutracêutica têm provado fornecer importantes benefícios a quem as consome, graças às multifacetadas respostas antivirais, antibióticas, anti tumoral, entre outras. O potencial de comercialização de algas marinhas como alimentos funcionais para a indústria de produtos nutracêuticos é grande e assegura um futuro promissor. De maneira a enriquecer este estudo, várias extrações com recurso a diferentes solventes orgânicos foram realizadas, em amostras de diferentes origens de D. carnosa, tendo o seu perfil para extrações descrito sob forma de rendimento. As frações obtidas: metanólica, em n-hexano e polissacarídeos, foram posteriormente alvo de estudos de bioatividade. As aplicações industriais e científicas, baseadas na extração e utilização de compostos ficológicos, com especial incidência em polissacarídeos e extratos algais, constituem uma importante percentagem da utilização biotecnológica destes organismos. Com o objetivo de abrir portas a futuras investigações, o conteúdo dos polissacarídeos das diferentes amostras da alga D. carnosa foi analisado com recurso a tecnologia de FTIR-ATR, permitindo caracterizar o seu coloide consoante determinadas origens, a fim de determinar potenciais aplicações futuras. Análises do potencial antioxidante e antimicrobiano foram realizadas, segundo diversas metodologias. O Potencial antioxidante de extratos de D. carnosa foi traçado através das técnicas de ORAC, QTP e do método do DPPH. A nível do potencial antimicrobiano foram usados três organismos modelo, duas bactérias, Gram+ e Gram-, e um fungo, Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Candida albicans, respetivamente. Outros estudos têm sido elaborados em torno desta alga. Grande parte do potencial de D. carnosa ainda se encontra por descobrir sendo portanto extremamente interessante a realização deste trabalho.

In the present work, the development of biotechnological research on laminar red macroalgae (phylum Rhodophyta) of the Dumontiaceae family, Dilsea carnosa, is proposed. Dilsea carnosa is seaweed from the North Atlantic, common in Central and Northern Europe. It is present along the coast of Central and Northern Portugal, with the Southern limit of its occurrence profiled in Portugal – more specifically in Praia da Aguda, Porto district. It occurs naturally in shelters between rocks, in cold water with minimum temperatures of 12 °C and maximum of 15 °C, from the lower mediolittoral horizon to the higher infralittoral horizon, in waters up to 25m deep. Due mainly to the lack of current information available and with the aim of enriching the register of D. carnosa records, a new descriptive survey was conducted in this study. The cultivation of seaweed in IMTA (Integrated Multitrofic Aquaculture) systems is not only an important tool for ecological processes, but is also an excellent source of raw material for other industries that explore seaweed resources. The cultivation of this species under different conditions was made in order to evaluate its cultivation potential. In the first phase, laboratory essays were conducted and then outdoor trials under the cultivation conditions of a comercial IMTA operation (ALGAplus Lda) Ria de Aveiro, Portugal. As a primary source of organic matter, the applications of seaweed in the field of biotechnology are vast. Seaweeds not only constitute a very complete alimentary source of nutrients, minerals and fibres, but have also proven to provide significant benefit in the field of nutraceuticals for those who consume them, thanks to the multifaceted responses that can effectively provide developed antiviral reactions, antibiotic reactions and anti-tumour reactions, among others. The marketing potential of seaweed as functional foods for the nutraceutical products industry is large and ensures a promising future. In order to enrich this study, several extractions using different organic solvents were performed on samples of different origins of D. carnosa, with the extractions profile described in the form of Yield. The obtained fractions: methanol, n-hexane and polysaccharides were subsequently targeted bioactivity studies. Industrial and scientific applications, based on the extraction and use of seaweed compounds, with a particular focus on polysaccharides and algal extracts, are an important percentage of the biotechnological uses of these organisms. With the objective of opening the door to further investigations, the polysaccharides content of the different samples of Dilsea carnosa were analyzed using FTIR-ATR technology, allowing for the characterization of this colloid according to certain sources of the seaweed to determine its potential future applications. Analyses of antioxidant and antimicrobial potential were carried out according to various methodologies. The antioxidant potential of D. carnosa extracts was traced through ORAC techniques, QTP techniques and the DPPH method. The antimicrobial potential was measured using three model organisms: two bacteria (Gram + and Gram -) and a fungus, Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Candida albicans, respectively. Other studies have been developed on this alga due to its remarkable antifouling capacity and the possibility of preparing a dye through its pigmentation. Much of the potential of Dilsea carnosa remains undiscovered and, therefore, is extremely interesting this work.