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Gesundheitliche Vorteile von Algen

Lesen Sie in diesem Artikel, wie der Memmert Vakuumschrank VO dazu eingesetzt werden kann, die gesundheitlichen Vorteile von Algen zu untersuchen.

In einer Studie aus dem Jahr 2020 wurde der Memmert Vakuumofen VO verwendet, um die gesundheitlichen Vorteile von Meeresalgen zu untersuchen. Der vollständige Bericht kann hier gelesen werden. Dieser Artikel beschreibt die wichtigsten Highlights und Ergebnisse der Studie, bei der der Vakuumtrockenschrank aus der Memmert-Produktreihe der Wärme- und Trockenschränke verwendet wurde.

Ausführliche Informationen zum Vakuumschrank VO finden Sie jetzt in unserem neuen Whitepaper. Hier können Sie es herunterladen.

Möchten Sie wissen, was ein Vakuumtrockenschrank ist? Oder wofür ein Vakuumschrank verwendet wird? Weitere Informationen über Vakuumschränke, ihre Eigenschaften, ihren Zweck und Anwendungen finden Sie im Memmert-Blog und in diesem Experteninterview


Seegrasfischer am Inle-See, Myanmar. Quelle: Creative Commons.

Hintergrund

Meeresalgen bieten ein breites Spektrum an Verwendungsmöglichkeiten für Lebensmittel, Düngemittel, Phycocolloide und kosmetische Inhaltsstoffe für Nutraceuticals und Pharmazeutika. Als Ressource werden sie allerdings noch nicht ausreichend genutzt.

Vorteile von Meeresalgen

Die Problemstellung

Laut den Forschern ist die unzureichende Nutzung von Meeresalgen ein zentrales Problem. Es wird angenommen, dass noch nicht genug Forschung betrieben wurde, um die Verwendungsmöglichkeiten von Algen voll auszuschöpfen.

...es müssen weitere Arbeiten durchgeführt werden, um die Stoffwechselkomponenten der Algen zu identifizieren, die für industrielle und pharmazeutische Anwendungen nützlich sind.

Das Ziel

Es wird davon ausgegangen, dass eine holistischere Methode erforderlich ist, um die gesundheitlichen Vorteile von Algen durch biochemische Profilerstellung zu bestätigen.

  • Bewertung der chemischen Zusammensetzungen
  • Untersuchung der α-Glucosidase-hemmenden und zytotoxischen Aktivitäten von Extrakten (die verwendeten Algenarten sind U. intestinalis, H. macroloba und S. ilicifolium) gegen fünf Krebszelllinien, darunter MCF-7-Zellen, MDA-MB-231-Zellen, HT-29-Zellen, Hep-G2-Zellen und 3T3-Zellen
  • Untersuchung des kommerziellen Anbaus von essbaren Algen für die menschliche Ernährung

Materialien und Methoden

Vorbereitung

Die Proben wurden an einem Ort in Malaysia gesammelt, an dem sie in großer Zahl vorkommen, und gereinigt.


Seetangprobe S. ilicifolium. Zur Verfügung gestellt von Hindawi.

Seegrasprobe H. macroloba. Zur Verfügung gestellt von Hindawi.

Seetangprobe U. intestinalis. Zur Verfügung gestellt von Hindawi.

Ein Teil davon wurde zur taxonomischen Identifizierung geprüft. Danach wird der Seetang erneut gewaschen, über Nacht eingefroren und in einem Gefriertrockner gefriergetrocknet, bis ein konstantes Biomassegewicht erreicht ist. Dann werden diese gefriergetrockneten Proben pulverisiert und gesiebt.

Das fein aufbereitete Probenpulver wird mit Methanol vermischt; die so entstandene Lösung wird mit Ultraschall extrahiert. Der Lösungsmittelextrakt wird filtriert, und der getrocknete Rückstand wird erneut mit Methanol gemischt. Der Vorgang wird ein drittes Mal wiederholt. Die Extrakte werden in einem Rotationsverdampfer getrocknet.

Bestimmung des Gesamtcarotinoid- und Chlorophyllgehalts mit dem Memmert Vakuumofen VO

Die Lipidextraktion der Algenproben wird durchgeführt: Ein Teil des gefriergetrockneten Pulvers wird homogenisiert und filtriert. Das Filtrat wird mit Natriumchlorid gemischt und 8 Minuten lang bei 2000 U/min zentrifugiert. Chloroform wird aufgefangen und die Lösungsmittelextraktion wird wiederholt, um eine hohe Lipidzahl zu erreichen.

Zu diesem Zeitpunkt wird ein Labor-Vakuumschrank von Memmert, der VO, verwendet. Für diesen Schritt wird ein konzentrierter Lipidextrakt benötigt, der gesammelt wird.

  • Der konzentrierte Lipidextrakt wird getrocknet und in den Vakuumschrank gelegt.
  • Die Ofentemperatur wird bei 40°C gehalten.
  • Der Prozess läuft, bis ein konstantes Gewicht erreicht ist.

Memmert Vakuumofen VO.

Die frisch getrockneten Lipidproben werden gelagert. Zu diesem Zeitpunkt wird der Gesamtgehalt an Carotinoiden und Chlorophyll a und b in den getrockneten Lipidextrakten der Algen gemessen. Die genauen Werte finden Sie in der publizierten Studie.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie der Memmert Vakuumtrockenschrank am besten eingesetzt werden kann und welche Vorteile er bietet, wenden Sie sich bitte an uns für eine persönliche Beratung.

α-Glucosidase-Hemmtest

An dieser Stelle bestimmen die Forscher den Test für die a-Glucosidase-Hemmaktivität. Als Substrat wird ρ-Nitrophenyl-ρ-D-glucopyranosid (PNPG) verwendet. Die Algenextrakte werden vorbereitet, in einer 96-Well-Mikroplatte gemischt und 5 Minuten lang bei Raumtemperatur inkubiert. 75 μl PNPG werden in die Vertiefungen mit der Probe, dem Leersubstrat und den Negativ-/Positivkontrollen gegeben. Die verbleibenden Vertiefungen werden mit 75 μl 30 mM Phosphatpuffer gefüllt. Die Vertiefungen werden 15 Minuten lang bei Raumtemperatur inkubiert. Die Reaktionsmischungen werden mit einem Stoppmittel versetzt und die Absorption wird mit einem auf 405nm eingestellten Spektralphotometer gemessen. Die resultierende a-Glucosidase-Hemmaktivität wird als Prozentsatz (%) der Hemmung angegeben.

Zellen und Kulturbedingungen

Die folgenden Zellen werden verwendet:

  • MCF-7-Zellen (humane Adenokarzinom-Zelllinie der Brust, Östrogenrezeptor-positiv)
  • MDA-MB-231-Zellen (humane Brust-Adenokarzinom-Zelllinie, Östrogenrezeptor-negativ)
  • HT-29-Zellen (humane kolorektale Adenokarzinom-Zelllinie)
  • Hep G2-Zellen (menschliche Leberzellkarzinom-Zelllinie)
  • 3T3-Zellen (embryonale Fibroblastenzellen der Maus)

Die Zellen wurden zu Forschungszwecken in RPMI-Medium gehalten, das mit 10 % fetalem Kälberserum (FCS), 100 Einheiten/ml Penicillin und 0,1 mg/ml Streptomycin angereichert ist.

MTT-Assay-Bedingungen

Die Probenextrakte werden auf ihren Zytotoxizitätsgrad getestet. Die Extrakte werden an den oben erwähnten Zellen getestet. Das Protokoll, das bei der Untersuchung der krebshemmenden Wirkung von Typhonium flagelliforme auf die menschliche T4-Lymphoblastoid-Zelllinie CEM-ss verwendet wird, dient zur Bestimmung der Zytotoxizität mittels MTT-Assay. Zu Beginn wurde die Zellkultur vorbereitet (in einer Konzentration von 1 × 105 Zellen/mL) und in 96-Well-Platten (100 μL/Well) plattiert. Dann erfolgt die Inkubation, die verdünnten Bereiche werden in Dimethylsulfoxid (DMSO) aufgelöst, wobei die Konzentration des DMSO 0,1 % (v/v) beträgt.

Die Konzentrationen werden in dreifacher Ausführung mit unbehandelten Zellkontrollen und einer leeren zellfreien Kontrolle in jedem Fall ausgetragen. Eine positive Kontrolle wurde ebenfalls beibehalten. Nach einer 68-stündigen Inkubationszeit wurden 20 μl MTT (5 mg/mL) in die einzelnen Vertiefungen gegeben, um die Bildung von Formazankristallen zu ermöglichen, und anschließend bebrütet, um das Medium später zu entfernen.

Die Absorption wurde aufgezeichnet, der Prozentsatz der zellulären Lebensfähigkeit wurde notiert, die Konzentration, die 50 % des Zellwachstums hemmte (IC50-Wert), wurde gemessen, die hemmende Rate der Zellproliferation wurde berechnet, die Zytotoxizität der Probe auf Krebszellen wurde als IC50-Werte ausgedrückt, und außerdem ergaben die Tests auf Mykoplasmenkontamination bei diesen Proben einen negativen Befund.

Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Analyse

Dieser Teil des Experiments dient der Charakterisierung und Quantifizierung der bioaktiven Substanzen in den Algenextrakten. Für die Studie wurde die Methode aus der  Forschung über die Triterpenglykoside der Seegurke Holothuria leucospilota verwendet, natürlich mit Modifikationen.

Erkenntnisse


Der Gehalt an Carotinoiden, Chlorophyll a und Chlorophyll b in verschiedenen Algenarten. Zur Verfügung gestellt von Hindawi.

Der IC50-Wert der a-Glucosidase-Aktivitäten des methanolischen Extrakts von Halimeda macroloba, Ulva intestinalis, Sargassum ilicifolium und Quercetin in ppm-Einheiten. Zur Verfügung gestellt von Hindawi.

Potenzielle zytotoxische Aktivität von Methalon-Extrakten aus 3 Algenarten: U. intestinalis, H. macroloba und S. ilicifolium auf fünf verschiedene Zelllinien. Zur Verfügung gestellt von Hindawi.

Zytotoxische Aktivitäten des methanolischen Extrakts von H. macroloba in verschiedenen Konzentrationen (6,25-100 μg/ml) gegen fünf verschiedene Krebszelllinien in einem MTT-Test. Zur Verfügung gestellt von Hindawi.

Zytotoxische Aktivitäten des methanolischen Extrakts von U. intestinalis in verschiedenen Konzentrationen (6,25-100 μg/ml) gegen fünf verschiedene Krebszelllinien in einem MTT-Test. Zur Verfügung gestellt von Hindawi.

Zytotoxische Aktivitäten des methanolischen Extrakts von S. ilicifolium in verschiedenen Konzentrationen (6,25-100 μg/ml) gegen fünf verschiedene Krebszelllinien in einem MTT-Assay. Zur Verfügung gestellt von Hindawi.

 

Mehr Informationen finden Sie in den Veröffentlichungen über die chemische Zusammensetzung von  Ulva intestinalis,  Halimeda macroloba  und  Sargassum ilicifolium.

Fazit

Diese Studie über die Algen U. intestinalis, H. macroloba und S. ilicifolium hat gezeigt:

  • Sie können gute Quellen für bioaktive, ernährungsphysiologisch wichtige Verbindungen sein
  • Diese Verbindungen können in Form von Lebensmitteln und Arzneimitteln in der Nutrazeutika- und Pharmaindustrie verwendet werden
  • Algenpigmente (Gesamtcarotinoide, Chlorophylle a und b) besitzen ein antidiabetisches und krebshemmendes Potenzial

Der Memmert Vakuumschrank VO

Die Memmert GmbH + Co.KG mit Sitz in Schwabach und Fertigung in Büchenbach produziert den Vakuumschrank VO als Teil ihres vielfältigen Wärme- und Trockenschrankprogramms.

Abbildung 7 Memmert Vakuumschrank VO49

Er bietet unter anderem folgende Eigenschaften:

  • Temperaturbereich bis zu +200 °C
  • Vakuum-Regelbereich: 5 bis 1100 mbar
  • 3 Modellgrößen (29 bis 101 Liter Volumen)
  • Anti-Splitter; VDE-geprüfte Türkonstruktion für alle Modelle
  • Pumpensteuerung: Optimierte Spülung der Pumpenmembran sowie Signalausgang zum bedarfsgerechten Ein- und Ausschalten der Pumpe.
  • Optional: Pumpenunterschrank und energieeffiziente Vakuumpumpe
  • Nahezu ausschließliche Verwendung von hochwertigem, rostfreiem und leicht zu reinigendem Edelstahl für Innen- und Außengehäuse
  • Präzise und homogene Temperaturregelung durch ein produktspezifisches Heizkonzept
  • Vielfältige Möglichkeiten zur Programmierung und Dokumentation durch Schnittstellen, integrierte Datenlogger und die Software AtmoCONTROL
  • 3 Jahre Garantie weltweit                                                           

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