Gesundheitliche Vorteile von Algen

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.

• Große Nährstoffquelle für Ucoidan, Phenole, Fettsäuren, Polysaccharide, Vitamine, Sterole, Tocopherole, Terpenoide und Phycocyanine.
• UV-Schutzfunktionen
• Starkes Antioxidans  
• Dient als nachhaltiger Rohstoff für die Biogaserzeugung
• Photosynthetische Pigmente werden als funktionelle Lebensmittel verwendet und haben verschiedene gesundheitliche Vorteile. Diese werden auf ihre krebshemmenden, entzündungshemmenden, antidiabetischen, fettleibigkeitshemmenden, antiangiogenen, neuroprotektiven und anderen biologischen Aktivitäten zurückgeführt.

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.

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

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.

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.

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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.

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

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