Bioconversion of macroalgae by enzymes from associated fungi into hydrolysates with cumulative antioxidant and antiglycemic properties for effective diabetes management.

چکیده اصلی

Enzyme-assisted extraction is an emerging sustainable alternative to solvent based methods for recovering bioactive molecules from seaweed or macroalgal biomass. This study investigated the macroalgae-associated fungi as sources of extracellular enzymes for bioconversion of macroalgal biomass and the concurrent enhancement of bioactive properties. About 100 fungal isolates associated with macroalgae were isolated and characterized based on qualitative plate assays and quantitative enzyme activity for the production of cellulase, xylanase, agarase, alginate lyase, and ulvan lyase. Based on enzyme activity ranging from 1063 to 10,234 U ml- 1, four yeast isolates and one filamentous fungus were selected for solid-state fermentation of macroalgae Gracilaria corticata, Sargassum cinereum and Chaetomorpha antennina. The biochemical composition of reducing sugar, total phenolic and protein content in the seaweed hydrolysates obtained from solid state fermentation was significantly higher than the uninoculated control. The enzymatic hydrolysates of all the three macroalgal biomass, exhibited almost twice the antioxidant activity than its non-enzymatic control. However, antiglycemic activity was observed only in S. cinereum hydrolysate which ranged about 20 to 40%, which was significantly higher than the control. Significant correlation between the biochemical constituents and antioxidant activity was observed in the enzymatic hydrolysates of G. corticata, S. cinereum and C. antennina. Positive correlation was also observed between the protein content with antioxidant and antiglycemic activity in the hydrolysate of S. cinereum. This shows that the microbial enzymes have the potential for the bioconversion of macroalgal biomass, into bioactive molecules for sustainable diabetes management and for related health care applications.

ترجمه فارسی چکیده

استفاده از آنزیم در فرآیند استخراج، جایگزین پایداری برای روش‌های حلال‌محور برای بازیابی مولکول‌های بیولوژیک فعال از جلبک‌ها است. این مطالعه بررسی کرد که قارچ‌های مرتبط با جلبک‌ها منبع آنزیم‌های خارج سلولی برای تبدیل جلبک و بهبود همزمان خواص بیولوژیک فعال باشند. حدود ۱۰۰ ایزولات قارچی از جلبک‌ها جدا و مشخص شدند. بر اساس فعالیت آنزیمی، چهار ایزولات مخمر و یک قارچ فیلامنتوس برای فساد حالت جامد جلبک‌های Gracilaria corticata، Sargassum cinereum و Chaetomorpha antennina انتخاب شدند. ترکیب شیمیایی قندهای کاهشی، فنل‌های کل و پروتئین در هیدرولیزات جلبکی به دست آمده از فساد حالت جامد، به طور معناداری بالاتر از کنترل بدون آلودگی بود. فعالیت آنتی‌اکسیدانی هیدرولیزات enzymatic همه سه جلبک، تقریباً دو برابر کنترل غیر آنزیمی بود. اما فعالیت ضدقندخونی فقط در هیدرولیزات S. cinereum مشاهده شد که حدود ۲۰ تا ۴۰٪ بود و به طور معناداری بالاتر از کنترل بود. همبستگی معناداری بین مؤلفه‌های بیوشیمیایی و فعالیت آنتی‌اکسیدانی در هیدرولیزات enzymatic G. corticata، S. cinereum و C. antennina مشاهده شد. همبستگی مثبت نیز بین محتوای پروتئین و فعالیت آنتی‌اکسیدانی و ضدقندخونی در هیدرولیزات S. cinereum مشاهده شد. این نشان می‌دهد که آنزیم‌های میکروبی پتانسیل تبدیل جلبک‌های بزرگ به مولکول‌های بیولوژیک فعال برای مدیریت پایدار دیابت و کاربردهای مرتبط سلامت را دارند.

متن کامل اصلی