tinroИзвестия ТИНРОIzvestiya TINRO1606-99192658-5510ТИНРО10.26428/1606-9919-2020-200-1008-1015tinro-602Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ГИДРОБИОНТОВTECHNOLOGY FOR PROCESSING OF AQUATIC ORGANISMS,Использование бурых водорослей Sargassum pallidum в качестве сырья для выделения фукоксантинаUsing of brown algae Sargassum pallidum as raw materials for extraction of fucoxanthinФедотоваЕ. Е.FedotovaE. E.

Федотова Екатерина Евгеньевна, аспирант

690950, г. Владивосток, ул. Суханова, 8

Fedotova Ekaterina E., postgraduate student

8, Sukhanov Street, Vladivostok, 690950

katfedotova94@gmail.comКорчагинВ. П.KorchaginV. P.

Корчагин Владимир Павлович, кандидат биологических наук, доцент 

690950, г. Владивосток, ул. Суханова, 8

Korchagin Vladimir P., Ph.D., assistent professor

8, Sukhanov Street, Vladivostok, 690950

vladkorch@hotmail.comВингородоваД. Д.VingorodovaD. D.

Вингородова Дарья Дмитриевна, студент

690950, г. Владивосток, ул. Суханова, 8

Vingorodova Daria D., student

8, Sukhanov Street, Vladivostok, 690950

vinogradova_dd@dvfu.ruДальневосточный федеральный университетРоссияFar-Eastern Federal UniversityRussian Federation202030122020200410081015Copyright © Федотова Е.Е., Корчагин В.П., Вингородова Д.Д., 20202020Федотова Е.Е., Корчагин В.П., Вингородова Д.Д.Fedotova E.E., Korchagin V.P., Vingorodova D.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya.tinro-center.ru/jour/article/view/602

Показана перспективность использования бурой водоросли Sargassum pallidum как сырья для выделения фукоксантина. Проведены исследования по спиртовой экстракции фукоксантина из S. pallidum в различных условиях. Для проведения исследований использовали образцы водоросли, собранной в прибрежной зоне зал. Петра Великого. Исследования проведены на двух видах материала — замороженном и высушенном. Первоначально определяли массу сухого вещества: у замороженных водорослей 16,4 ± 1,0 %, у высушенных 93,6 ± 1,0 %. Для извлечения низкомолекулярных веществ использовали метод спиртовой экстракции. Образцы экстрагировали в течение 24 и 48 ч в темном месте этиловым спиртом разной концентрации в соотношении 1 : 10. Затем раствор фильтровали или центрифугировали. Для определения количества фукоксантина в полученном растворе использовали спектрофотометрический метод. При экстракции замороженных водорослей выход фукоксантина выше, чем при экстракции высушенных, но на экстракцию замороженных водорослей необходимо потратить больше этилового спирта, чем на экстракцию высушенных водорослей. Новизна исследования заключается в том, что для определения наиболее рациональных условий экстракции она проводилась при различных показателях температуры, концентрации экстрагента и времени проведения экстракции. В результате проведенных исследований получили приемлемые условия спиртовой экстракции фукоксантина из бурой водоросли S. pallidum. Экономически выгодно проводить экстракцию на высушенном образце. Время экстракции — сутки; температура +7 оС. Экстрагирование должно протекать в темноте, в холодильнике. Концентрация спирта 80 ± 2 %.

Fucoxanthin is a widespread carotenoid contained in tissues of brown algae, known by its antitumor activity and ability to suppress cancer cells growth. Its inclusion into diet prevents accumulation of the body fat and regulates level of glucose and insulin in the blood. Fucoxanthin can be considered as a promising nutritional supplement for suppressing obesity. Extraction of fucoxanthin from brown algae Sargassum pallidum is investigated under various conditions. The samples of algae were collected in different sites at Primorye coast in 2018–2019. Two types of the preparations were used ― frozen and dried. The frozen preparations were stored under temperature of –18 оC no more than 30 days. For the dried preparations, fresh algae were dried in a dark room by air fan under temperature of +18–+20 оC and then crushed to powder and stored in dark place under the same temperature no more than 6 months. Content of dry substance in the preparations was 16.4 ± 1.0 % for frozen algae and 93.6 ± 1.0 % for dried algae. Fucoxanthin was extracted from these preparations by method of alcohol extraction using the ethanol water solution in ratio of 1 : 10 during 24 hours in a dark place, then the solution was filtered or centrifuged. Concentration of fucoxanthin in the filtered solution was measured in spectrophotometer relative to a standard solution (ethanol 96 %) with wavelength of 350–800 nm. Yield of fucoxanthin was higher from the frozen preparations, but more ethanol was consumed for its extraction in comparison with extraction from the dried preparations. Besides, the dried preparations were processed during 1 day with the ethanol solution in concentration 96, 88, 84, 80, and 76 %, under various temperature. Yield of fucoxanthin decreased with temperature increasing: the optimal temperature was +7 оC, so the room temperature could not be recommended for extraction. The optimum concentration of ethanol for fucoxanthin extraction was 80 ± 2%.

бурые водорослиSargassum pallidumфукоксантинэкстракцияфункциональные добавкиbrown algaSargassum pallidumfucoxanthinextractionfunctional additiveReferencesАминина Н.М. Биологическая ценность морских водорослей дальневосточного побережья // РЫБПРОМ: Технологии и оборудования для переработки водных биоресурсов. — М. : ИП Вареха Е.Ю., 2012. — № 3. — С. 32–35.Aminina, N.M., Biological value of seaweed of the Far East coast, RYBPROM: Tekhnologii i oborudovaniya dlya pererabotki vodnykh bioresursov (RYBPROM: Technologies and equipment for the processing of aquatic biological resources), Moscow: IP Varekha E.Yu., 2012, no. 3, pp. 32–35.Атлас массовых видов водорослей и морских трав российского побережья Дальнего Востока / В.Д. Дзизюров, В.Н. Кулепанов, Т.В. Шапошникова и др. — Владивосток : ТИНРОцентр, 2008. — 327 с.Dzizyurov, V.D., Kulepanov, V.N., Shaposhnikova, T.V., Sukhoveeva, M.V., Gusarova, I.S., and Ivanova, N.V., Atlas massovykh vidov vodorosley i morskikh trav rossiyskogo poberezh’ya Dal’nego Vostoka (Atlas of mass species of algae and sea grasses of the Russian coast of the Far East), Vladivostok: TINRO-tsentr, 2008.Abidov M., Ramazanov Z., Seifulla R., Grachev S. The effects of Xanthigen in the weight management of obese premenopausal women with non-alcoholic fatty liver disease and normal liver fat // Diabet. Obes. Metab. — 2010. — Vol. 12(1). — P. 72–81. DOI: 10.1111/j.1463-1326.2009.01132.x.Abidov, M., Ramazanov, Z., Seifulla, R., and Grachev, S., The effects of Xanthigen in the weight management of obese premenopausal women with non-alcoholic fatty liver disease and normal liver fat, Diabet. Obes. Metab., 2010, vol. 12, no. 1, pp. 72–81. doi 10.1111/j.1463-1326.2009.01132.xD’Orazio N., Gemello E., Gammone M.A. et al. Fucoxantin: a treasure from the sea // Mar. Drugs. — 2012. — Vol. 10(3). — P. 604–616. DOI: 10.3390/md10030604.D’Orazio, N., Gemello, E., Gammone, M.A., de Girolamo, M., Ficoneri, C., and Riccioni, G., Fucoxantin: a treasure from the sea, Mar. Drugs, 2012, vol. 10, no. 3, pp. 604–616. doi 10.3390/md10030604Gammone M.A., Riccioni G., D’Orazio N. Carotenoids: potential allies of cardiovascular health // Food & Nutr. Res. — 2015. — Vol. 59. — P. 1–11. DOI: 10.3402/fnr.v59.26762.Gammone, M.A., Riccioni, G., and D’Orazio, N., Carotenoids: potential allies of cardiovascular health, Food & Nutr. Res., 2015, vol. 59, pp. 1–11. doi 10.3402/fnr.v59.26762Kim K.N., Heo S.J., Kang S.M. et al. Fucoxanthin induces apoptosis in human leukemia HL-60 cells through a ROS-mediated Bcl-xL pathway // Toxicol. in Vitro. — 2010. — Vol. 24. — P. 1648–1654. DOI: 10.1016/j.tiv.2010.05.023.Kim, K.N., Heo, S.J., Kang, S.M., Ahn, G., and Jeon, Y.J., Fucoxanthin induces apoptosis in human leukemia HL-60 cells through a ROS-mediated Bcl-xL pathway, Toxicol. in Vitro, 2010, vol. 24, pp. 1648–1654. doi 10.1016/j.tiv.2010.05.023Maeda Н., Hosokawa M., Sashima T. et al. Fucoxanthin from edible seaweed, Undaria pinnatifida, shows antiobesity effect through UCP1 expression in white adipose tissues // Biochemical and Biophysical Research Communications. — 2005. — Vol. 332. — P. 392–397.Maeda, Н., Hosokawa, M., Sashima, T., Funayama, K., and Miyashita, K., Fucoxanthin from edible seaweed, Undaria pinnatifida, shows antiobesity effect through UCP1 expression in white adipose tissues, Biochemical and Biophysical Research Communications, 2005, vol. 332, pp. 392–397.Mori K., Ooi T., Hiraoka M. et al. Fucoxanthin and its metabolites in edible brown algae cultivated in deep seawater // Mar. Drugs. — 2004. — Vol. 2(2). — P. 63–72. DOI: 10.3390/md202063. Narayani S., Saravanan S., Bharathiraja S., Mahendran S. Extraction, partially purification and study on antioxidant property of fucoxanthin from Sargassum cinereum J. Agardh // Pharm. Res. — 2016. — Vol. 8(3). — P. 610–616.Mori, K., Ooi, T., Hiraoka, M., Oka, N., Hamada, H., Tamura, M., and Kusumi, T., Fucoxanthin and its metabolites in edible brown algae cultivated in deep seawater, Mar. Drugs, 2004, vol. 2, no. 2, pp. 63–72. doi: 10.3390/md202063Peng J., Yuan J.P., Wu C.F., Wang J.H. Fucoxanthin, a marine carotenoid present in brown seaweeds and diatoms: metabolism and bioactivities relevant to human health // Mar. Drugs. — 2011. — Vol. 9(10). — P. 1806–1828. DOI: 10.3390/md9101806.Narayani, S., Saravanan, S., Bharathiraja, S., and Mahendran, S., Extraction, partially purification and study on antioxidant property of fucoxanthin from Sargassum cinereum J. Agardh, Pharm. Res., 2016, vol. 8, no. 3, pp. 610–616.Ryabushko V.I., Prazukin A.V., Popova E.V., Nekhoroshev M.V. Fucoxanthin of the brown algae Cystoseira barbata (Stackh.) C. Agardh from the Black Sea. J. Black Sea // Mediter. Environ. — 2014. — Vol. 20(2). — P. 108–113.Peng, J., Yuan, J.P., Wu, C.F., and Wang, J.H., Fucoxanthin, a marine carotenoid present in brown seaweeds and diatoms: metabolism and bioactivities relevant to human health, Mar. Drugs, 2011, vol. 9, no. 10, pp. 1806–1828. doi 10.3390/md9101806Takaichi S. Carotenoids in algae: Distributions, biosyntheses and functions // Mar. Drugs. — 2011. — Vol. 9(6). — P. 1101–1118. DOI: 10.3390/md9061101.Ryabushko, V.I., Prazukin, A.V., Popova, E.V., and Nekhoroshev, M.V., Fucoxanthin of the brown algae Cystoseira barbata (Stackh.) C. Agardh from the Black Sea. J. Black Sea, Mediter. Environ., 2014, vol. 20, no. 2, pp. 108–113.Zhang H., Tang Y., Zhang Y. et al. Fucoxanthin: a promising medicinal and nutritional ingredient // Evidence-based complementary and alternative medicine. — 2015. DOI: 10.1155/2015/723515.Takaichi, S., Carotenoids in algae: Distributions, biosyntheses and functions, Mar. Drugs, 2011, vol. 9, no. 6, pp. 1101–1118. doi 10.3390/md9061101Zhang, H., Tang, Y., Zhang, Y., Zhang, S., Qu, J., Wang, X., Kong, R., Han, C., and Liu, Z., Fucoxanthin: a promising medicinal and nutritional ingredient, Evidence-based complementary and alternative medicine, 2015. doi 10.1155/2015/723515Zhang, H., Tang, Y., Zhang, Y., Zhang, S., Qu, J., Wang, X., Kong, R., Han, C., and Liu, Z., Fucoxanthin: a promising medicinal and nutritional ingredient, Evidence-based complementary and alternative medicine, 2015. doi 10.1155/2015/723515

The authors declare that there are no conflicts of interest present.