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Publicação
Development of new bioactive materials based on microbial exopolysaccharides of marine origin
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 4.46 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
The arising of novel bio-based products and processes is vital for the
sustainable development of society. The exploitation of marine resources towards the
development of new ecological products with commercial interest is a promising
solution. In this thesis, marine biodiversity was explored for the development of new
and improved biomaterials and/or bioactive compounds based on marine
exopolysaccharides (EPS). Marine microorganisms, including both microalgae and
bacteria, were prospected for their EPS production capacity.
The results obtained in this study showed that marine microalgae have an
enormous potential as producers of EPS with unique chemical compositions, including
high contents in sulphate and unusual sugars. These characteristics are often
associated with biological activities, which supports the potential of microalgal EPS to
be employed as bioactive compounds. Indeed, in this work, the EPS produced by
microalga Heterocapsa AC210 demonstrated antioxidant and anti-inflammatory
properties.
Additionally, the EPS produced by bacteria isolated from unusual marine
environments showed interesting compositions, including high uronic acids contents,
and relevant functional properties. These biopolymers presented thickening, gel and
film forming capacities, suggesting that they might be successfully used as structuring
biomaterials.
This work showed that it was possible to use low-cost feedstocks for the
cultivation of the bacterium Alteromonas macleodii Mo169, resulting in higher
productivities and distinctive EPS compositions. The EPS produced by this strain also
revealed potential in the nanotechnology field, as it might be used for the ecological
synthesis of gold, silver, and selenium nanoparticles with wound healing and
antioxidant properties.
Overall, this work supports that natural EPS bioprospected from marine
microorganisms can be used for the development of bio-based products with
application in high-value markets, thus, contributing to a sustainable future powered by
marine biotechnology.
O aparecimento de novos produtos e processos de origem biológica é vital para o desenvolvimento sustentável da sociedade. Uma solução promissora é a exploração dos recursos marinhos para o desenvolvimento de novos produtos ecológicos com interesse comercial. Esta tese explora a biodiversidade marinha com o objetivo de desenvolver novos biomateriais e/ou compostos bioactivos a partir de exopolissacáridos (EPS) marinhos. A capacidade de produzir EPS foi avaliada para vários microrganismos marinhos, incluindo microalgas e bactérias. Os resultados obtidos neste trabalho demonstraram que as microalgas marinhas têm um enorme potencial na produção de EPS com composições químicas únicas, que incluem um elevado conteúdo em sulfato e monossacáridos invulgares. Estas características estão frequentemente associadas a atividades biológicas, reforçando a ideia de que os EPS das microalgas têm potencial para serem utilizados como compostos bioactivos. De facto, neste trabalho, o EPS produzido pela microalga Heterocapsa AC210 demonstrou ter propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias. Além disso, os EPS produzidos por bactérias isoladas de ambientes marinhos incomuns apresentaram composições interessantes, incluindo altos teores de ácidos urónicos, e propriedades funcionais relevantes. Estes biopolímeros mostraram ter capacidade espessante, bem como a capacidade de formar géis e filmes, o que sugere que possam ser utilizados como biomateriais estruturais. Este trabalho demonstrou ser possível utilizar substratos de baixo custo no cultivo da bactéria Alteromonas macleodii Mo169, o que resultou em produtividades superiores e EPS com composições distintas. O EPS produzido por esta cultura também revelou ter potencial na área da nanotecnologia, dado que pode ser utilizado na síntese ecológica de nanopartículas de ouro, prata e selénio com propriedades regenerantes e antioxidantes. No geral, este trabalho apoia a convicção de que os EPS naturais obtidos de microrganismos marinhos podem ser utilizados para o desenvolvimento de bioprodutos com aplicações em mercados de elevado valor comercial, contribuindo assim para um futuro sustentável baseado na biotecnologia marinha.
O aparecimento de novos produtos e processos de origem biológica é vital para o desenvolvimento sustentável da sociedade. Uma solução promissora é a exploração dos recursos marinhos para o desenvolvimento de novos produtos ecológicos com interesse comercial. Esta tese explora a biodiversidade marinha com o objetivo de desenvolver novos biomateriais e/ou compostos bioactivos a partir de exopolissacáridos (EPS) marinhos. A capacidade de produzir EPS foi avaliada para vários microrganismos marinhos, incluindo microalgas e bactérias. Os resultados obtidos neste trabalho demonstraram que as microalgas marinhas têm um enorme potencial na produção de EPS com composições químicas únicas, que incluem um elevado conteúdo em sulfato e monossacáridos invulgares. Estas características estão frequentemente associadas a atividades biológicas, reforçando a ideia de que os EPS das microalgas têm potencial para serem utilizados como compostos bioactivos. De facto, neste trabalho, o EPS produzido pela microalga Heterocapsa AC210 demonstrou ter propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias. Além disso, os EPS produzidos por bactérias isoladas de ambientes marinhos incomuns apresentaram composições interessantes, incluindo altos teores de ácidos urónicos, e propriedades funcionais relevantes. Estes biopolímeros mostraram ter capacidade espessante, bem como a capacidade de formar géis e filmes, o que sugere que possam ser utilizados como biomateriais estruturais. Este trabalho demonstrou ser possível utilizar substratos de baixo custo no cultivo da bactéria Alteromonas macleodii Mo169, o que resultou em produtividades superiores e EPS com composições distintas. O EPS produzido por esta cultura também revelou ter potencial na área da nanotecnologia, dado que pode ser utilizado na síntese ecológica de nanopartículas de ouro, prata e selénio com propriedades regenerantes e antioxidantes. No geral, este trabalho apoia a convicção de que os EPS naturais obtidos de microrganismos marinhos podem ser utilizados para o desenvolvimento de bioprodutos com aplicações em mercados de elevado valor comercial, contribuindo assim para um futuro sustentável baseado na biotecnologia marinha.
Descrição
Palavras-chave
Marine bacteria Marine microalgae Exopolysaccharide (EPS) Bioactive materials Structuring biomaterials bio-nanocomposites