Оценка антирадикальной активности вторичных каротиноидов у четырёх видов зёленых микроводорослей порядка Sphaeropleales в системе in vitro
ANTIRADICAL ACTIVITY ESTIMATION OF SECONDARY CAROTENOIDS OF FOUR GREEN MICROALGAE SPECIES FROM ORDER SPHAEROPLEALES IN VITRO
ANTIRADICAL ACTIVITY ESTIMATION OF SECONDARY CAROTENOIDS OF FOUR GREEN MICROALGAE SPECIES FROM ORDER SPHAEROPLEALES IN VITRO
Дата
2020
Авторы
Авторы (alternative)
Название журнала
Номер ISSN
Название тома
Издатель
Аннотация
Представлены новые данные по ростовым характеристикам, накоплению вторичных каротиноидов и их антирадикальной активности у 4-х видов зелёных микроводорослей порядка Sphaeropleales Pseudospongiococcum protococcoides, Bracteacoccus minor, Coelastrella rubescens и Cromochloris zofingiensis в условиях двухстадийной накопительной культуры с использованием мочевины в качестве единственного источника азота. Показано, что все исследуемые виды хорошо растут на среде с мочевиной. На первой стадии их удельные скорости роста (максимальные 0,28-0,37 сут-1 и средние 0,15-0,17 сут-1) и продуктивность по сухой биомассе (0,08-0,09 г•л-1•сут-1) различались незначительно. На второй стадии индукцию биосинтеза вторичных каротиноидов осуществляли при помощи стресс-комплекса, включавшего: 10кратное уменьшение азота и фосфора в среде, 12-кратное разбавление культур, удвоенное круглосуточное освещение, снабжение CO2, внесение на 8-е сутки NaCl до концентрации в среде 200 ммоль·л-1. Реакция культур на стресс-индукцию вторичного каротиногенеза была сходной: накопление биомассы, снижение уровня хлорофиллов и накопление вторичных каротиноидов. Продуктивность культур по биомассе за весь эксперимент составила 0,41-0,53 г·л-1·сут-1 при максимальных величинах у P. protococcoides и C. rubescens c конечным содержании суммарных каротиноидов в сухой биомассе 2,3-3,9 мг·г-1 при максимальных значениях у B. minor. Для всех видов был получен технологически значимый выход вторичных каротиноидов из литра исходной культуры (1,1-1,6 мг·л-1·сут-1). Антирадикальную активность экстрактов каротиноидов исследуемых видов оценивали по реакции со стабильным радикалом 2,2-дифенил-1пикрилгидразилом (DPPH•) по двум параметрам: «процент ингибирования DPPH•» (I%) и «эффективная концентрация» (EС50). Экстракты всех видов продемонстрировали более высокую aнтирадикальную активность (на 49,30-70,33%), чем синтетический антиоксидант 2,6- бутилгидрокситолуол (BHT, или ионол). Показано, что по совокупности продукционных и антирадикальных свойств C. rubescens и P. protococcoides, эти виды можно рассматривать в качестве наиболее перспективных потенциальных источников вторичных каротиноидов для пищевой и фармацевтической индустрии.
Аннотация (alternative)
New data on growth characteristics, accumulation of secondary carotenoids and their antiradical activity in 4 species of green microalgae (order Sphaeropleales) Pseudospongiococcum protococcoides, Bracteacoccus minor, Coelastrella rubescens and Cromochloris zofingiensis in a two-stage batch culture using urea as the sole source of nitrogen are presented. It was shown that all the studied species grow well on the urea medium. At the first stage, their specific growth rates (maximum 0.28-0.37 day- 1 and average 0.15-0.17 day-1) and dry biomass productivity (0.08-0.09 g•l-1•day-1) did not differ significantly. At the second stage, the biosynthesis of secondary carotenoids was induced using a stress complex, including: 10-fold decrease in nitrogen and phosphorus in the medium, 12-fold culture dilution, doubled round-the-clock lighting, CO2 supply, NaCl addition on the 8th day to a concentration of 200 mmol•l-1 in the medium. The response of the cultures to the stress-induction of secondary carotenogenesis was similar: the accumulation of biomass, the decrease in chlorophyll levels and the accumulation of secondary carotenoids. Biomass crop productivity calculated for the entire experiment was 0.41-0.53 g•l-1•day-1 at maximum values for P. protococcoides and C. rubescens with a final total carotenoid content in dry biomass of 2.3-3.9 mg•g-1 at maximum values in B. minor. For all species, a technologically significant yield of secondary carotenoids from a liter of the initial culture was obtained (1.1-1.6 mg•l-1•day-1). The antiradical activity of carotenoid extracts of the investigated species was evaluated by the reaction with the stable radical 2.2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH•) in two parameters: “percent inhibition of DPPH•” (I%) and “effective concentration” (EC50). Extracts of all species showed a higher antiradical activity (at 49.30-70.33%) than the synthetic antioxidant 2.6butylhydroxytoluene (BHT, or ionol). It was shown that, according to the combination of production and antiradical properties of C. rubescens and P. protococcoides, this species can be considered as the most promising potential sources of secondary carotenoids for the food and pharmaceutical industries.
Ключевые слова
Pseudospongiococcum protococcoides, Bracteacoccus minor, Coelastrella rubescens, Cromochloris zofingiensis, двухстадийная накопительная культура, DPPH, антирадикальная активность, каротиноиды, эффективная концентрация
Библиографическое описание
Чубчикова И. Н., Дробецкая И. В. Оценка антирадикальной активности вторичных каротиноидов у четырёх видов зёленых микроводорослей порядка Sphaeropleales в системе in vitro // Труды Карадагской научной станции им. Т.И. Вяземского – природного заповедника РАН. – 2020. – Вып. 2 (14). - 66-78. https://repository.marine-research.ru/handle/299011/9831