Published November 23, 2020
| Version v1
Publication
Open
Taxon- and Growth Phase-Specific Antioxidant Production by Chlorophyte, Bacillariophyte, and Haptophyte Strains Isolated From Tropical Waters
Creators
- 1. The University of Tokyo
- 2. Universiti Malaysia Terengganu
- 3. Chattogram Veterinary and Animal Sciences University
- 4. Kitasato University
Description
Antioxidants found in microalgae play an essential role in both animals and humans, against various diseases and aging processes by protecting cells from oxidative damage. In this study, 26 indigenous tropical marine microalgae were screened. Out of the 26 screened strains, 10 were selected and were further investigated for their natural antioxidant compounds which include carotenoids, phenolics, and fatty acids collected in their exponential and stationary phases. The antioxidant capacity was also evaluated by a total of four assays, which include ABTS, DPPH, superoxide radical (O 2 •– ) scavenging capacity, and nitric oxide (•NO – ) scavenging capacity. This study revealed that the antioxidant capacity of the microalgae varied between divisions, strains, and growth phase and was also related to the content of antioxidant compounds present in the cells. Carotenoids and phenolics were found to be the major contributors to the antioxidant capacity, followed by polyunsaturated fatty acids linoleic acid (LA), eicosapentaenoic acid (EPA), arachidonic acid (ARA), and docosahexaenoic acid (DHA) compared to other fatty acids. The antioxidant capacity of the selected bacillariophytes and haptophytes was found to be positively correlated to phenolic ( R 2 -value = 0.623, 0.714, and 0.786 with ABTS, DPPH, and •NO – ) under exponential phase, and to carotenoid fucoxanthin and β-carotene (R 2 value = 0.530, 0.581 with ABTS, and 0.710, 0.795 with O 2 •– ) under stationary phase. Meanwhile, antioxidant capacity of chlorophyte strains was positively correlated with lutein, β-carotene and zeaxanthin under the exponential phase (R 2 value = 0.615, 0.615, 0.507 with ABTS, and R 2 value = 0.794, 0.659, and 0.509 with •NO – ). In the stationary phase, chlorophyte strains were positively correlated with violaxanthin (0.755 with •NO – ), neoxanthin (0.623 with DPPH, 0.610 with •NO – ), and lutein (0.582 with •NO – ). This study showed that antioxidant capacity and related antioxidant compound production of tropical microalgae strains are growth phase-dependent. The results can be used to improve the microalgal antioxidant compound production for application in pharmaceutical, nutraceutical, food, and feed industry.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تلعب مضادات الأكسدة الموجودة في الطحالب الدقيقة دورًا أساسيًا في كل من الحيوانات والبشر، ضد الأمراض المختلفة وعمليات الشيخوخة من خلال حماية الخلايا من التلف التأكسدي. في هذه الدراسة، تم فحص 26 من الطحالب البحرية الاستوائية الأصلية. من بين 26 سلالة تم فحصها، تم اختيار 10 سلالات وتم فحصها بشكل أكبر لمركباتها الطبيعية المضادة للأكسدة والتي تشمل الكاروتينات والفينولات والأحماض الدهنية التي تم جمعها في مراحلها الأسية والثابتة. كما تم تقييم قدرة مضادات الأكسدة من خلال ما مجموعه أربع فحوصات، والتي تشمل ABTS، DPPH، قدرة الكسح على الجذور فوق الأكسيد (O 2 •-)، وقدرة الكسح على أكسيد النيتريك (•NO -). كشفت هذه الدراسة أن القدرة المضادة للأكسدة للطحالب الدقيقة تنوعت بين الانقسامات والسلالات ومرحلة النمو وكانت مرتبطة أيضًا بمحتوى المركبات المضادة للأكسدة الموجودة في الخلايا. تم العثور على الكاروتينات والفينولات لتكون المساهم الرئيسي في قدرة مضادات الأكسدة، تليها الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة حمض اللينوليك (LA)، وحمض إيكوسابنتاينويك (EPA)، وحمض الأراكيدونيك (ARA)، وحمض الدوكوساهيكسانويك (DHA) مقارنة بالأحماض الدهنية الأخرى. تم العثور على القدرة المضادة للأكسدة للنباتات العصوية والنباتية المختارة مرتبطة بشكل إيجابي بالفينول ( R 2 - القيمة = 0.623، 0.714، و 0.786 مع ABTS، DPPH، و •NO -) تحت الطور الأسي، والكاروتينويد فوكوكسانثين وبيتا كاروتين (قيمة R 2 = 0.530، 0.581 مع ABTS، و 0.710، 0.795 مع O 2 •-) تحت الطور الثابت. وفي الوقت نفسه، كانت القدرة المضادة للأكسدة لسلالات الكلوروفيت مرتبطة بشكل إيجابي مع اللوتين والبيتا كاروتين وزياكسانثين تحت المرحلة الأسية (قيمة R 2 = 0.615، 0.615، 0.507 مع ABTS، وقيمة R 2 = 0.794، 0.659، و 0.509 مع •NO -). في المرحلة الثابتة، كانت سلالات الكلوروفيت مرتبطة بشكل إيجابي بالفيولاكسانثين (0.755 مع •NO -)، والنيوكسانثين (0.623 مع DPPH، 0.610 مع •NO -)، واللوتين (0.582 مع •NO -). أظهرت هذه الدراسة أن القدرة المضادة للأكسدة والإنتاج المركب المضاد للأكسدة لسلالات الطحالب الاستوائية يعتمدان على مرحلة النمو. يمكن استخدام النتائج لتحسين إنتاج مركب مضادات الأكسدة للطحالب الدقيقة للتطبيق في صناعة المستحضرات الصيدلانية والمغذيات والغذاء والأعلاف.Translated Description (French)
Les antioxydants présents dans les microalgues jouent un rôle essentiel chez les animaux et les humains, contre diverses maladies et processus de vieillissement en protégeant les cellules des dommages oxydatifs. Dans cette étude, 26 microalgues marines tropicales indigènes ont été criblées. Sur les 26 souches criblées, 10 ont été sélectionnées et ont été étudiées plus avant pour leurs composés antioxydants naturels qui comprennent les caroténoïdes, les phénoliques et les acides gras collectés dans leurs phases exponentielle et stationnaire. La capacité antioxydante a également été évaluée par un total de quatre dosages, qui comprennent ABTS, DPPH, la capacité de piégeage des radicaux superoxydes (O 2 •– ) et la capacité de piégeage de l'oxyde nitrique (•NO – ). Cette étude a révélé que la capacité antioxydante des microalgues variait entre les divisions, les souches et la phase de croissance et était également liée à la teneur en composés antioxydants présents dans les cellules. Les caroténoïdes et les phénoliques se sont avérés être les principaux contributeurs à la capacité antioxydante, suivis par les acides gras polyinsaturés acide linoléique (LA), l'acide eicosapentaénoïque (EPA), l'acide arachidonique (ARA) et l'acide docosahexaénoïque (DHA) par rapport à d'autres acides gras. La capacité antioxydante des bacillariophytes et haptophytes sélectionnés s'est avérée positivement corrélée au phénolique (valeur R 2 = 0,623, 0,714 et 0,786 avec ABTS, DPPH et •NO – ) en phase exponentielle, et au caroténoïde fucoxanthine et β-carotène (valeur R 2 = 0,530, 0,581 avec ABTS et 0,710, 0,795 avec O 2 •– ) en phase stationnaire. Pendant ce temps, la capacité antioxydante des souches de chlorophyte était positivement corrélée à la lutéine, au β-carotène et à la zéaxanthine sous la phase exponentielle (valeur R 2 = 0,615, 0,615, 0,507 avec ABTS et valeur R 2 = 0,794, 0,659 et 0,509 avec •NO – ). Dans la phase stationnaire, les souches de chlorophyte étaient en corrélation positive avec la violaxanthine (0,755 avec •NO – ), la néoxanthine (0,623 avec DPPH, 0,610 avec •NO – ) et la lutéine (0,582 avec •NO – ). Cette étude a montré que la capacité antioxydante et la production de composés antioxydants connexes des souches de microalgues tropicales dépendent de la phase de croissance. Les résultats peuvent être utilisés pour améliorer la production de composés antioxydants microalgues pour une application dans l'industrie pharmaceutique, nutraceutique, alimentaire et fourragère.Translated Description (Spanish)
Los antioxidantes que se encuentran en las microalgas desempeñan un papel esencial tanto en animales como en humanos, contra diversas enfermedades y procesos de envejecimiento al proteger a las células del daño oxidativo. En este estudio, se examinaron 26 microalgas marinas tropicales indígenas. De las 26 cepas examinadas, se seleccionaron 10 y se investigaron más a fondo por sus compuestos antioxidantes naturales que incluyen carotenoides, fenólicos y ácidos grasos recogidos en sus fases exponencial y estacionaria. La capacidad antioxidante también se evaluó mediante un total de cuatro ensayos, que incluyen ABTS, DPPH, capacidad de eliminación de radicales superóxido (O 2 •– ) y capacidad de eliminación de óxido nítrico (•NO – ). Este estudio reveló que la capacidad antioxidante de las microalgas variaba entre divisiones, cepas y fase de crecimiento y también estaba relacionada con el contenido de compuestos antioxidantes presentes en las células. Se encontró que los carotenoides y los fenólicos son los principales contribuyentes a la capacidad antioxidante, seguidos por los ácidos grasos poliinsaturados ácido linoleico (LA), ácido eicosapentaenoico (EPA), ácido araquidónico (ARA) y ácido docosahexaenoico (DHA) en comparación con otros ácidos grasos. Se encontró que la capacidad antioxidante de los bacilariofitos y haptofitos seleccionados se correlacionó positivamente con el fenólico (valor R 2 = 0.623, 0.714 y 0.786 con ABTS, DPPH y •NO – ) en fase exponencial, y con el carotenoide fucoxantina y β-caroteno (valor R 2 = 0.530, 0.581 con ABTS y 0.710, 0.795 con O 2 •– ) en fase estacionaria. Mientras tanto, la capacidad antioxidante de las cepas de clorofitos se correlacionó positivamente con la luteína, el β-caroteno y la zeaxantina bajo la fase exponencial (valor R 2 = 0.615, 0.615, 0.507 con ABTS y valor R 2 = 0.794, 0.659 y 0.509 con •NO – ). En la fase estacionaria, las cepas de clorofitas se correlacionaron positivamente con violaxantina (0.755 con •NO – ), neoxantina (0.623 con DPPH, 0.610 con •NO – ) y luteína (0.582 con •NO – ). Este estudio mostró que la capacidad antioxidante y la producción de compuestos antioxidantes relacionados de las cepas de microalgas tropicales dependen de la fase de crecimiento. Los resultados se pueden utilizar para mejorar la producción de compuestos antioxidantes de microalgas para su aplicación en la industria farmacéutica, nutracéutica, alimentaria y de piensos.Files
pdf.pdf
Files
(4.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:ce0ee514bac945c98c18ee382d386127
|
4.2 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- إنتاج مضادات الأكسدة الخاصة بمرحلة التصنيف والنمو بواسطة سلالات الكلوروفيت والعصيات والهابتوفيت المعزولة من المياه الاستوائية
- Translated title (French)
- Production d'antioxydants spécifiques aux phases de taxon et de croissance par des souches de chlorophytes, de bacillariophytes et d'haptophytes isolées des eaux tropicales
- Translated title (Spanish)
- Producción de antioxidantes específicos de fase de crecimiento y taxón por cepas de clorofitas, bacilariofitas y haptofitas aisladas de aguas tropicales
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3107010150
- DOI
- 10.3389/fbioe.2020.581628
References
- https://openalex.org/W1501489246
- https://openalex.org/W1965103740
- https://openalex.org/W1969632877
- https://openalex.org/W1971842724
- https://openalex.org/W1974694396
- https://openalex.org/W1978534267
- https://openalex.org/W1981354055
- https://openalex.org/W1985222265
- https://openalex.org/W1993839684
- https://openalex.org/W1993921980
- https://openalex.org/W1997187212
- https://openalex.org/W2008516333
- https://openalex.org/W2012991711
- https://openalex.org/W2017025165
- https://openalex.org/W2022806015
- https://openalex.org/W2025804474
- https://openalex.org/W2026205949
- https://openalex.org/W2034515048
- https://openalex.org/W2039513090
- https://openalex.org/W2058937826
- https://openalex.org/W2061209815
- https://openalex.org/W2065853716
- https://openalex.org/W2069970442
- https://openalex.org/W2072348601
- https://openalex.org/W2080812842
- https://openalex.org/W2084004192
- https://openalex.org/W2084551327
- https://openalex.org/W2084793385
- https://openalex.org/W2090772976
- https://openalex.org/W2105435654
- https://openalex.org/W2113577131
- https://openalex.org/W2114004260
- https://openalex.org/W2128975447
- https://openalex.org/W2130986771
- https://openalex.org/W2160099189
- https://openalex.org/W2168744592
- https://openalex.org/W2195219344
- https://openalex.org/W2275709254
- https://openalex.org/W2355054985
- https://openalex.org/W2467863249
- https://openalex.org/W2521330024
- https://openalex.org/W2528947533
- https://openalex.org/W2531956562
- https://openalex.org/W2559586571
- https://openalex.org/W2603378485
- https://openalex.org/W2606397460
- https://openalex.org/W2625006284
- https://openalex.org/W2750576728
- https://openalex.org/W2750640327
- https://openalex.org/W2773461647
- https://openalex.org/W2794013688
- https://openalex.org/W2796480044
- https://openalex.org/W2805312187
- https://openalex.org/W2911071719
- https://openalex.org/W2955938550
- https://openalex.org/W345126768
- https://openalex.org/W4389883657