| dc.description.abstract | Makroalger er en rikelig marine art som er kjent for å være rik på bioaktive forbindelser. Imidlertid har utvinning av høykvalitets utbytte av disse forbindelsene vist seg å være utfordrende. Av denne grunn har nye og fremvoksende grønne teknologier fått oppmerksomhet for deres potensial til å produsere høye utbytter av bioaktive forbindelser. Derfor var målet med denne masteroppgaven å undersøke potensialet til mikrobølgeassistert ekstraksjon (MAE), som en ny og fremvoksende grønn teknologi, for dets potensial til å utvinne høye utbytter av bioaktive forbindelser fra brunalgen Alaria esculenta (A. escuelnta) og undersøke dens in vitro antioksidant kapasitet og antimikrobielle egenskaper.
En optimalisering av MAE ble gjennomført ved å teste ulike kombinasjoner av ekstraksjonstemperaturene: 40°C, 60°C, 80°C, 100°C, 120°C og 140°C med holdetidene 2, 5 og 15 minutter. For kjemisk karakterisering ble total polyfenol innhold målt ved bruk av Folin-Ciocaltue methoden, pigmentet fucoxantin ble kvantifisert ved high performance liquid kromatografi, og pH i ekstraktene ble målt. Videre ble den antioksidative kapasiteten evaluert ved ulike in vitro assays: 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging assay (DPPH), 2,2'-azin-bis(3-ethylbenithiazoline-6-sulfonic acid) assay (ABTS), and ferric reducing antioxidant power (FRAP). Den antimikrobielle effekten av ekstraktene mot mikroorganismene Pseudomonas fluorescence (P. fluorescence), Listeria innocua (L. innocua) og Listeria monocytogenes (L. monocytogenes) ble undersøkt ved bruk av et 96-brønnsplate inhiberende assay. I tillegg ble forskjellen i de kjemiske karakteristikene og den antioksidative kapasiteten undersøkt for A. esculenta høstes i mai 2021 og mai 2022.
Resultatene viste at MAE har potensial til å ekstrahere bioaktive forbindelser fra brunalgen \textit{A. esculenta}, da høyere utbytte av TPC og fucoxantin ble funnet sammenlignet med ingen mikrobølgebehandling. De optimale ekstraksjonsparametrene varierte avhengig av den kjemiske forbindelsen. For TPC var de optimale parameterne en ekstraksjonstemperatur på 120°C med en holdetid på 5 minutter. De optimale parameterne for fucoxantin var ikke entydige, da det høyeste kvantifiserte fucoxantin-innholdet ble oppnådd ved den høyeste testede ekstraksjonstemperaturen og holdetiden. pH-verdien i ekstraktene ble påvirket av økende ekstraksjonstemperatur. Alle ekstraktene viste in vitro antioksidantiv kapasitet og hadde sterk korrelasjon med fucoxantin innholdet og lavere korrelasjon med TPC. Ekstraktene viste også antimikrobiell effekt mot både L. innocua og L. monocytogenes. Det ble kun funnet forskjell i TPC mellom høstningsårene. Resultatene viser at MAE har et lovende potensial som en effektiv metode for å ekstrahere bioaktive forbindelser fra A. esculenta med antioksidant- og antimikrobielle egenskaper. Disse forbindelsene kan ha potentielle applikasjoner for bruk i matindustrien. | |
| dc.description.abstract | Macroalgae is an abundant marine species known for being rich in bioactive compounds. However, extraction of high quality yields of these compounds has shown to be challenging. For this reason, novel and emerging green technologies have been gaining attention for their potential to produce high yields of bioactive compounds. Therefore, the aim of the present thesis was to investigate the potential of microwave assisted extraction (MAE), as a novel and emerging green technology, for its potential to extract high yields of bioactive compounds from the brown alga Alaria escuelnta (A. esculenta) and investigate its in vitro antioxidant activity and antimicrobial properties.
MAE has been optimized by testing the combination of the extraction temperatures: 40°C, 60°C, 80°C, 100°C, 120°C, and 140°C, and the holding times: 2, 5, and 15 minutes. As chemical characteristics, the total polyphenol content (TPC) in the extracts was determined using the Folin-Ciocaltue method, fucoxanthin was quantified using high performance liquid chromatography, and the pH in the extracts was measured. Further, the antioxidant activity was evaluated using the known in vitro colorimetric assays: 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging assay (DPPH), 2,2'-azin-bis(3-ethylbenithiazoline-6-sulfonic acid) assay (ABTS), and ferric reducing antioxidant power (FRAP). Furthermore, the relationship between the chemical characteristics and antioxidant activity was assessed using Pearson's correlation coefficient (r) and principal component analysis. Moreover, the antimicrobial effect of the extract towards the microorganisms Pseudomonas fluorescence, Listeria innocua, and Listeria monocytogenes was examined using a 96-well plate inhibition assay. Additionally, the difference in the chemical characteristics and antioxidant activity was evaluated for A. esculenta harvested in May 2021 and May 2022.
The results indicated the potential of MAE to extract bioactive compounds from the brown alga \textit{A. esculenta}, as higher yields of the TPC and fucoxanthin content were found compared to no microwave treatment. The optimized extraction parameters differed depending on the chemical compound. For the total polyphenol content, the optimized parameters were an extraction temperature of 120°C with a holding time of 5 minutes. The optimized parameters for fucoxanthin are inconclusive, as the highest quantified fucoxanthin content was obtained by the highest tested extraction temperature and holding time. The pH in the extracts was affected by increasing extraction temperature. All extract exhibited in vitro antioxidant activity and was found to be strongly correlated with the fucoxanthin content and less correlated with the total polyphenol content. The extracts were found to have antimicrobial effects towards both Listeria innocua and Listeria monocytogenes. Difference in harvest year was only found for the TPC. In conclusion, MAE shows promise as an effective method for extracting bioactive compounds from A. esculenta with antioxidant and antimicrobial properties. Proposing bioactive compounds from A. esculenta as potential candidates for possible applications within the food industry. | |
