Meeresalgen sind effiziente „Fabriken“ für mehrere Verbindungen, darunter Kohlenhydrate, Proteine, Lipide und Phenole, die in der Lage sind, die menschliche Gesundheit zu verbessern, wenn sie als Lebensmittel verwendet werden, indem sie Ihren Blutdruck oder das Risiko, an Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu erkranken, senken.

Meeresalgen haben in asiatischen Ländern eine lange Tradition als Lebensmittel, sie werden in Suppen (Miso) oder Sushi verwendet und verleihen diesen Gerichten den besonderen Geschmack („Umami“-Geschmack). Die jüngste Entdeckung der gesundheitlichen Vorteile von Algeninhaltsstoffen hat das Interesse erhöht, diese Verbindungen zu extrahieren und sie zu verwenden, anstatt alle Makroalgen zu verwenden. Beispielsweise werden Meeresalgen derzeit als Quelle für Hydrokolloide oder Kohlenhydrate mit Verdickungs- und Geliereigenschaften verwendet, die als Fettersatz in mehreren Lebensmittelformulierungen verwendet oder Lebensmitteln zugesetzt werden können aufgrund ihrer gesundheitlichen Vorteile. Daher besteht ein Interesse daran, Algen als Fabrik für Kohlenhydrate zu nutzen, aber auch für andere Verbindungen, die derzeit verworfen werden.

Die Verwendung von Algen als potenzielle Fabriken für gesunde Verbindungen stellt mehrere wissenschaftliche Herausforderungen dar, darunter die Notwendigkeit, die variable Zusammensetzung von Algen zu verstehen und neue Wege zur effizienten Herstellung von Algenverbindungen zu erforschen.

Verständnis der variablen Zusammensetzung von Meeresalgen

Mehrere Studien beschrieben Algen so reich an Kohlenhydraten (bis zu 60 %), mit mittleren Mengen an Proteinen (10-47 %), wenig Lipiden (1-3 %) und variablen Gehalten an Mineralstoffen (7-38 %). Meeresalgen produzieren abhängig von ihrer Klasse (dh Grün-, Rot- oder Braunalgen), Arten und Umweltfaktoren, die Makroalgen beeinflussen, unterschiedliche Produktionsmengen an Verbindungen. Zum Beispiel können Schwankungen der Temperatur oder der Sonneneinstrahlung zu jeder Jahreszeit Stress bei Makroalgen hervorrufen, da sich reaktive Sauerstoffspezies bilden, die die Zellen schädigen. Als Abwehrmechanismus produzieren Algen eine große Menge an Antioxidantien, um sich in diesen Zeiträumen zu schützen. Mit Antioxidantien angereicherte Lebensmittel können bei der Vorbeugung von Krankheiten helfen, und daher sind derzeit mehrere Unternehmen daran interessiert, Antioxidantien in ihre Formulierungen aufzunehmen.

Algen zu verstehen ist eine Herausforderung, da mehrere Faktoren ihre Zusammensetzung beeinflussen können. Ein tieferes Verständnis der Biologie von Meeresalgen hilft dabei, Anbau- oder optimale Erntezeiten und Anbautechniken festzulegen, um große Mengen an gesundheitsfördernden Verbindungen zu erhalten.

Herstellung von Algenmischungen

Die Herstellung von Algenverbindungen erfordert die Verarbeitung von Makroalgen, um die Zellwände aufzubrechen und die Verbindungen aus den Algen freizusetzen. Die industrielle Extraktion von Algenverbindungen basiert derzeit auf traditionellen oder konventionellen Methoden, die zeitaufwändig und anwendungsintensiv sind große Mengen toxischer organischer Lösungsmittel, um die Zellen zu zerstören.

In letzter Zeit werden neue Technologien einschließlich der Anwendung von Ultraschall, Mikrowellen oder einer Kombination beider Kräfte erforscht Extrahieren Sie mehrere gesundheitsfördernde Verbindungen aus Makroalgen. Die Anwendung neuartiger Extraktionstechnologien hat gegenüber herkömmlichen Techniken bemerkenswerte Vorteile, da sie die Extraktionszeiten und -temperaturen reduziert und somit dazu beiträgt, den Energieverbrauch und die Umweltauswirkungen der Extraktionsmethoden zu senken. Die meisten dieser Anwendungen sind jedoch derzeit auf den kleinen bis mittleren Maßstab beschränkt, und daher besteht ein Bedarf, die Verwendung dieser Technologien weiter zu untersuchen, um mehrere Algenverbindungen zu erhalten und Optimierung dieser Technologien im Pilot- und Industriemaßstab.

Trotz dieser vielfältigen Herausforderungen aufgrund der hohen Variabilität der Zusammensetzung von Meeresalgen können Makroalgen als hervorragende Fabrik für gesundheitsfördernde Verbindungen angesehen werden, die die Zusammenarbeit von Wissenschaftlern aus mehreren Disziplinen erfordern, um die Biologie von Meeresalgen, die effizientesten Prozesse, zu verstehen zum Abbau von Algen in ihre vielfältigen Verbindungen und die Verwendung von Algeninhaltsstoffen zur Herstellung gesünderer Lebensmittelprodukte, die im Kampf gegen chronische Krankheiten wie Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Diabetes helfen könnten.

Über die Autorin

Marco Garcia-Vaquero ist Assistenzprofessor an der School of Agriculture and Food Science am University College Dublin (Irland). Seine Forschungsinteressen umfassen die Extraktion, Reinigung und Charakterisierung natürlicher Verbindungen aus Algen, Mikroalgen und anderen landwirtschaftlichen Nebenprodukten mit potenziellen Anwendungen in Lebensmitteln und Tieren Futtermittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie.

E-Mail: marco.garciavaquero@ucd.ie

Website: https://people.ucd.ie/marco.garciavaquero

Möchten Sie zu dieser Forschung beitragen?

Das University College Dublin, School of Agriculture and Food Science, hat einen Doktortitel in Lebensmittelwissenschaften offen. Ab Januar 2021 steht sowohl europäischen als auch außereuropäischen Studierenden ein Stipendium für vier Jahre offen. Der Stipendienpreis beinhaltet den vollständigen Erlass der Studiengebühren und ein Promotionsstipendium in Höhe von 18,000 € pro Jahr.

Nutze einfach das Erfahren Sie mehr bei Euraxess.