Search

Phaeodactylum tricornutum, the only species in the genus Phaeodactylum, belongs to a significant group of microalgae called diatoms. P. tricornutum is considered a promising feedstock of high-value products. Mainly, due to its ability to synthesize polyunsaturated fatty acids, like eicosapentaenoic acid, and carotenoids, especially fucoxanthin – a valuable pigment with multiple biological activities. This work aimed to develop multi-step P. tricornutum processing schemes for isolation of high-added value fractions using conventional and high-pressure extraction techniques. Various standard methods achieved the determination of chemical composition. Conventional and high-pressure extraction techniques like solid-liquid extraction (SLE), supercritical fluid extraction (SFE), and pressurized liquid extraction (PLE) were applied using various solvents in order to obtain extracts of various polarity. The high-pressure extraction techniques, SFE and PLE, were optimized using response surface methodology (RSM) in order to maximize total yield, carotenoid, and fucoxanthin content. In vitro antioxidant capacity of initial material, as well as all extracts were determined using the total phenolic content (by the Folin-Ciocalteu method), DPPH• and ABTS•+ assays. The activity of solid residues was tested with the same in vitro antioxidant capacity assays following the QUENCHER approach. The qualitative determination of pigments and quantitative determination of fucoxanthin content was performed using HPLC-DAD. The fatty acid profile was determined using GC-FID. Moreover, for all extracts, the antimicrobial activity was using the disc diffusion assay, determining the minimal inhibitory concentration for the active ones. This work demonstrates the feasibility of high-pressure techniques for the isolation of high-added value products from this rather underutilized feedstock., Phaeodactylum tricornutum yra vienintelė Phaeodactylum genties rūšis, priklausanti mikrodumblių, vadinamų diatomomis, grupei. Dėl savo unikalios sudėties P. tricornutum yra laikoma puikiu šaltiniu, siekiant gauti aukštos kokybės produktus. Šie mikrodumbliai geba sintetinti polinesočiąsias riebalų rūgštis, tokias kaip eikozapentaeno rūgštis, ir karotenoidus, ypač fukoksantiną – pigmentą, kuris pasižymi įvairiapusiu biologiniu aktyvumu. Šio darbo tikslas buvo sukurti daugiapakopes P. tricornutum perdirbimo schemas, skirtas išgauti aukštos prodėtinės vertės frakcijas, naudojant tradicinius ir didelio slėgio ekstrakcijos metodus. Cheminė sudėtis nustatyta naudojant įvairius standartinius metodus. Norint gauti skirtingo poliškumo ekstraktus panaudoti tradiciniai ir didelio slėgio ekstrakcijos metodai, tokie kaip maceravimas (SLE), superkritinė ekstrakcija anglies dvidegieniu (SFE) ir ekstrakcija padidinto slėgio aplinkoje (PLE), naudojant įvairius tirpiklius. Didelio slėgio ekstrakcijos metodai (SFE ir PLE) optimizuoti taikant paviršiaus atsako metodologiją (RSM), siekiant gauti didžiausią išeigą, karotenoidų ir fukoksantino kiekį. Antioksidacinis aktyvumas (in vitro) pradinėje žaliavoje bei visuose ekstraktuose įvertintas nustatant bendrą fenolinių junginių kiekį Folin-Ciocalteu‘s metodu bei naudojant DPPH• radikalo ir ABTS•+ katijono radikalo blukinimo metodus. Antioksidacinis pajėgumas liekanose po atliktų ekstrakcijų nustatytas naudojant tuos pačius metodus, tačiau pritaikant QUENCHER procedūrą. Pigmentų kokybinis bei fukoksantino kiekybinis įvertinimas atliktas naudojant HPLC-DAD. Riebalų rūgščių sudėtis nustatyta naudojant GC-FID. Visų ekstraktų antimikrobinis aktyvumas įvertintas naudojant difuzijos į agarą metodą bei nustatant minimalią slopinančią koncentraciją. Šis darbas parodo didelio slėgio ekstrakcijos metodų, galinčių išskirti aukštos pridėtinės vertės produktus iš šios nepakankamai išnaudotos žaliavos, galimybes.

There were investigated two columnar apple cultivars ‘Arbat’ and No. 24217 and apple cultivar ‘Aldas’ in an orchard at the Lithuanian Institute of Horticulture. The two latter cultivars were released at the Lithuanian Institute of Horticulture, ‘Arbat’ – in Russia. Cultivars and selections were budded on rootstocks P 60, M.26 and MM.106. In orchard apple trees were spaced at 1.0 x 3.5 m. Tree height, stem diameter, total length of one-year-old shoot, leaf area on a tree was measured and number of shoots was calculated. Chlorophyll and carotenoids content and photosynthesis intensity was detected. Significant differences for impact of rootstock to tree height, trunk diameter and shoot number and one-year-old shoot total length were determined. The smallest columnar apple trees were on rootstocks P 60 but trees ‘Aldas’ were the smallest ones on rootstock M.26. ‘Aldas’ had the highest number of one-year-old shoots and total length of shoots. Higher parameters of these traits of all investigated cultivars were estimated on rootstock MM.106. The highest leaf area of tree was measured for ‘Aldas’ on rootstock MM.106 and No. 24217 distinguished itself on rootstocks P 60 and M.26. The lowest content of chlorophyll a+b was estimated for ’Aldas’ on investigated rootstocks. Significant differences were not detected among cultivars and rootstocks in case carotenoids content. The highest photosynthesis activity showed No. 24217 on rootstocks MM.106 and P 60 and ‘Arbat’ on M.26. Lietuvos sodininkystė ir daržininkystės instituto (LSDI) bandymų sode tirta obelų koloninė veislė ‘Arbat‘, selekcinis numeris 24217 ir ‘Aldo‘ veislė, kuriai būdingas neutralus vaismedžio vainikas. ’Aldas‘ ir Nr. 24217 sukurti LSDI, ’Arbat‘ – Rusijoje. Tirtų veislių vaismedžiai akiuoti į P 60, M.26 ir MM.106 poskiepius. Medeliai pasodinti sode 1,0 x 3,5 m atstumais. Įvertintas vaismedžių aukštis, kamieno skersmuo, bendras ūgių ilgis, šakų skaičius, lapų plotas. Nustatytas chlorofilų ir karotinoidų kiekis lapuose ir fotosintezės aktyvumas. Nustatyta, kad tirti žemaūgiai poskiepiai turėjo esminės įtakos tirtų veislių vaismedžių aukščiui, kamieno skersmeniui, šakų skaičiui, bendram ūglių ilgiui. Mažiausiai augūs buvo koloninių veislių medeliai su P 60 poskiepiu trečiaisiais augimo sode metais, ’Aldo‘ veislės – su M.26 poskiepiu. ’Aldo‘ veislės medeliai išaugino daugiausia šakų, jų bendras ūglių ilgis buvo didžiausias. Su MM.106 poskiepiu augintų visų tirtų veislių vaismedžių rodikliai buvo geriausi. Didžiausias lapų plotas buvo su MM.106 poskiepiu augintų ’Aldo‘ veislės medelių ir su M.26 ir P 60 poskiepiais auginto selekcinio numerio 24217. Chlorofilų a ir b kiekis ’Aldo‘ veislės obelų lapuose buvo mažiausias, auginant su visais poskiepiais. Esminiai karotinoidų kiekio įvairių veislių obelų lapuose skirtumai gauti vaismedžius auginant su P 60 poskiepiu. Poskiepiai turėjo įtakos jų kiekiui tik ’Aldo‘ veislės lapuose. Aktyviausia fotosintezė vyko Nr. 24217, auginto su MM.106 ir... [toliau žr. visą tekstą]

Photosynthetic pigment system in the leaves of apple tree cv. ‘Auksis’ on different rootstocks was investigated at the Lithuanian Institute of Horticulture during 2003–2005. Twelve rootstocks were included: Bulboga, Pure1, York 9, B.9, B.396, B.416, B.491, M.9, M.26, P 2, P 60, P 22. The photosynthetic pigment content and ratios of apple tree cv. ‘Auksis’ on different rootstocks varied between years. Photosynthetic pigment content and chlorophyll a/b ratio in apple leaves depend on crop load: the higher crop the higher photosynthetic pigment content and lower chlorophyll a/b ratio. Rootstock genotype determines accumulation of photosynthetic pigments. Apple rootstocks M.9 and York 9 accumulate larger amount of total chlorophyll and carotenoid content than M.26. In average lower chlorophyll a/b ratio was established for apple trees on P 22, higher ratio – on rootstocks P 60, B.9 and B.146. Fotosintetinių pigmentų obelų lapuose sistemos tyrimai atlikti 2003–2005 m. Lietuvos sodininkystės ir daržininkystės institute. Tirtos ‘Auksio’ veislės obelys su 12 poskiepių: Bulboga, Pure1, York 9, B.9, B.396, B.416, B.491, M.9, M.26, P 2, P 60, P 22. Bandymo laikotarpiu fotosintetinių pigmentų kiekiai ir jų santykis kito. Obelims gausiai derant, bendras fotosintetinių pigmentų kiekis lapuose buvo didesnis, jų santykis – mažesnis. Fotosintetinių pigmentų kiekis lapuose priklausė nuo obelų poskiepių. Daugiau chlorofilo ir karotinoidų kaupė obelys su M.9 ir York 9 poskiepiais, mažiau – su M.26 poskiepiu. Mažesnis chlorofilo a ir chlorofilo b santykis nustatytas obelų su P 22 poskiepiu, didesnis – su P 60, B.9 ir B.146 poskiepiais lapuose.