Quantificação dos principais metabólitos de alto valor agregado de Pyropia spiralis (Rhodophyta) e Sargassum filipendula (Phaeophyceae) com base em uma extração seriada baseada no conceito de biorrefinaria

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Jankovski, Lara Habib
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41132/tde-23012025-191101/
Resumo: As macroalgas são ricas em carboidratos, proteínas, ácidos graxos essenciais, fibras alimentares e compostos com propriedades antioxidantes, tornando-se fontes valiosas de ingredientes funcionais e produtos de alto valor agregado. Para maximizar a extração e recuperação desses compostos, é essencial uma abordagem de extração sequencial baseada no conceito de biorrefinaria. Este estudo teve como objetivo desenvolver um protocolo de extração sustentável e eficiente para duas espécies de macroalgas, a macroalga vermelha Pyropia spiralis (E.C.Oliveira & Coll) M.C.Oliveira, D.Milstein & E.C.Oliveira e a macroalga parda Sargassum filipendula C.Agardh, a fim de extrair seus principais metabólitos, analisar o potencial antioxidante e caracterizar os compostos principais por meio de um perfil metabólico não direcionado utilizando CG-MS. O método de extração sequencial incluiu a trituração das macroalgas secas, maceração sólido-líquido com clorofórmio:metanol (2:1 v/v), extração com água à temperatura ambiente, hidrólise alcalina e extração líquida pressurizada. A composição química dos extratos foi avaliada, com foco em lipídios, proteínas, carboidratos e compostos fenólicos, além da atividade antioxidante medida pelos ensaios ABTS, DPPH e FRAP. Também foi realizado um perfil metabólico não direcionado. Os resultados revelaram que S. filipendula apresentou uma massa residual significativamente maior (46%) em comparação com P. spiralis (4,96%). Os extratos hidrolisados apresentaram os maiores rendimentos para ambas as espécies, seguidos pelos extratos aquosos, pressurizados e de clorofórmio:metanol. Lipídios, carboidratos e compostos fenólicos foram extraídos dentro das faixas esperadas para ambos os gêneros. Os extratos pressurizados de S. filipendula exibiram a maior atividade antioxidante. O perfil metabólico por CG-MS detectou 2.341 íons features, dos quais 83% foram verificados e 8% foram anotados. Um total de 50 íons foram anotados, incluindo compostos fenólicos, carboidratos, ácidos carboxílicos, ácidos graxos e compostos nitrogenados. Os extratos demonstraram variabilidade na detecção de compostos entre os diferentes solventes, destacando a complexidade de otimizar métodos de extração para classes específicas de metabólitos. Nosso estudo mostra que usar técnicas tradicionais e modernas em uma ordem específica pode efetivamente extrair múltiplos compostos valiosos de macroalgas. A variedade de solventes e técnicas de extração usadas destaca a complexidade de otimizar a extração de metabólitos para aumentar o rendimento e a composição dos metabólitos. Além disso, a presença de compostos bioativos apoia o potencial de P. spiralis e S. filipendula como fontes valiosas para aplicações nutracêuticas, farmacêuticas e cosmecêuticas, enfatizando seu papel no desenvolvimento de bioprodutos sustentáveis.
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Este estudo teve como objetivo desenvolver um protocolo de extração sustentável e eficiente para duas espécies de macroalgas, a macroalga vermelha Pyropia spiralis (E.C.Oliveira & Coll) M.C.Oliveira, D.Milstein & E.C.Oliveira e a macroalga parda Sargassum filipendula C.Agardh, a fim de extrair seus principais metabólitos, analisar o potencial antioxidante e caracterizar os compostos principais por meio de um perfil metabólico não direcionado utilizando CG-MS. O método de extração sequencial incluiu a trituração das macroalgas secas, maceração sólido-líquido com clorofórmio:metanol (2:1 v/v), extração com água à temperatura ambiente, hidrólise alcalina e extração líquida pressurizada. A composição química dos extratos foi avaliada, com foco em lipídios, proteínas, carboidratos e compostos fenólicos, além da atividade antioxidante medida pelos ensaios ABTS, DPPH e FRAP. Também foi realizado um perfil metabólico não direcionado. 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Nosso estudo mostra que usar técnicas tradicionais e modernas em uma ordem específica pode efetivamente extrair múltiplos compostos valiosos de macroalgas. A variedade de solventes e técnicas de extração usadas destaca a complexidade de otimizar a extração de metabólitos para aumentar o rendimento e a composição dos metabólitos. Além disso, a presença de compostos bioativos apoia o potencial de P. spiralis e S. filipendula como fontes valiosas para aplicações nutracêuticas, farmacêuticas e cosmecêuticas, enfatizando seu papel no desenvolvimento de bioprodutos sustentáveis.Macroalgae are rich in carbohydrates, proteins, essential fatty acids, dietary fibers, and compounds with antioxidant properties, making them valuable sources of functional ingredients and high-value-added products. To maximize the extraction and recovery of these compounds, a biorefinery-based sequential extraction approach is essential. This study aimed to develop a sustainable and efficient extraction protocol for two macroalgal species, the red macroalga Pyropia spiralis (E.C.Oliveira & Coll) M.C.Oliveira, D.Milstein & E.C.Oliveira and the brown macroalga Sargassum filipendula C.Agardh, to extract their major metabolites, analyze their antioxidant potential, and characterize the main compounds through untargeted metabolite profiling using GC-MS. The sequential extraction method included grinding the dried macroalgae, solid-liquid maceration with chloroform:methanol (2:1 v/v), water extraction at room temperature, alkaline hydrolysis, and pressurized liquid extraction. The chemical composition of the extracts was evaluated, focusing on lipids, proteins, carbohydrates, and phenolic compounds, along with antioxidant activity assessed by ABTS, DPPH, and FRAP assays. An untargeted metabolite profile was also made. The results revealed that S. filipendula had a significantly higher residual mass (46%) than P. spiralis (4.96%). The hydrolyzed extracts showed the highest yields for both species, followed by water, pressurized extracts, and chloroform:methanol extracts. Lipids, carbohydrates, and phenolic compounds were extracted within the expected ranges for both genera. The pressurized extracts of S. filipendula exhibited the highest antioxidant activity. The GC-MS metabolite profiling reported 2,341 ion features, of which 83% were verified and 8% were annotated. A total of 50 ions were annotated, including phenolic compounds, carbohydrates, carboxylic acids, fatty acids, and nitrogenous compounds. The extracts demonstrated variability in compound detection across different solvents, highlighting the complexity of optimizing extraction methods for specific metabolite classes. Our research shows that using both traditional and modern techniques in a specific order can effectively extract multiple valuable compounds from macroalgae. The variety of solvents and extraction techniques used highlights the complexity of optimizing metabolite extraction to increase the yield and composition of metabolites. Additionally, the presence of bioactive compounds supports the potential of P. spiralis and S. filipendula as valuable sources for nutraceutical, pharmaceutical, and cosmeceutical applications, emphasizing their role in sustainable bioproduct development.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPHo, Fanly Fungyi ChowJankovski, Lara Habib2024-10-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41132/tde-23012025-191101/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-01-23T22:31:05Zoai:teses.usp.br:tde-23012025-191101Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-01-23T22:31:05Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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