Evaluación de la hidrólisis in vitro de cuatro especies de microalgas por la acción de productos extracelulares bacterianos (ECPs)

Abstract

En este estudio se evaluó la hidrólisis proteica in vitro de la biomasa de cuatro microalgas (Tisochrysis galbana, Chlorella vulgaris, Arthrospira platensis y Nannochloropsis gaditana y la mezcla de todas ellas) por las proteasas presentes en los productos extracelulares (ECP) de Bacillus pumillus aisladas de intestino de dorada y cultivadas en diferentes medios de cultivos (NANNO 169, NANNO 216, CHL 216 y TSA 216). En general, las proteasas presentes en los ECPs hidrolizaron la proteína de las distintas biomasas microalgales, observándose diferencias significativas entre los extractos NANNO 169 y NANNO 216, respecto a CHL 216 y TSA 216. Los primeros extractos presentaron una actividad proteasa alcalina mayor, obteniéndose los mayores coeficientes de degradación proteica y una liberación de aminoácidos más elevada, principalmente cuando se hidrolizaba la biomasa de T. galbana y A. platensis. Además, se observó una relación lineal entre el porcentaje de degradación proteica y la liberación de aminoácidos, lo que supone una buena bioaccesibilidad y actividad de las enzimas endo y exoproteasas en estos extractos. Por otro lado, se evaluó la liberación de azúcares reductores como herramienta para evaluar el grado de degradación de la pared celular de las microalgas, pero en este caso los resultados obtenidos fueron poco significativos, con valores de liberación inferiores a 2,5 g de glucosa por cada 100 g de biomasa. Por último, se llevó a cabo un análisis de componentes principales, con el objetivo de obtener una visión general de los ECPs y microalgas utilizadas en el proceso de hidrólisis, pudiendo agruparlas en función de la similitud de sus características. Los resultados obtenidos agruparon los ECPs en dos grupos principales: el primero formado por NANNO 169 y NANNO 216 y el segundo por CHL 216 y TSA 216. Por su parte, las microalgas fueron agrupadas en tres grupos: por un lado N. gaditana y C. vulgaris; un segundo grupo formado por A. platensis y la mezcla de microalgas; y un tercero formado por T. galbana. El presente estudio proporciona información valiosa sobre la biodisponibilidad y bioaccesibilidad de la proteína de las microalgas evaluadas, así como de la capacidad de los distintos extractos bacterianos para hidrolizar la proteína de estas, lo que brinda información útil para la posible inclusión de estos ECPs en pienso de acuicultura.

This study evaluated the in vitro protein hydrolysis of the biomass of four microalgae (Tisochrysis galbana, Chlorella vulgaris, Arthrospira platensis and Nannochloropsis gaditana and the mixture of all of them) by the proteases present in the extracellular products (ECP) of Bacillus pumillus isolated from the intestine of sea bream and cultured in different culture media (NANNO 169, NANNO 216, CHL 216 and TSA 216). In general, the proteases present in the ECPs hydrolyzed the protein of the different microalgal biomasses, with significant differences between the NANNO 169 and NANNO 216 extracts, compared to CHL 216 and TSA 216. The first extracts presented a higher alkaline protease activity, resulting in the highest coefficients of protein degradation and a higher release of amino acids, mainly in the hydrolysis of T. galbana and A. platensis. In addition, a linear relationship was observed between the percentage of protein degradation and the release of amino acids, which implies good bioaccessibility and activity of endo- and exoprotease enzymes in these extracts. On the other hand, the release of reducing sugars was evaluated as a tool to assess the degree of degradation of the cell wall of microalgae, but in this case the results obtained were not very significant, with release values lower than 2.5 g of glucose per each 100 g of biomass. Finally, a principal component analysis was carried out, with the aim of obtaining an overview of the ECPs and microalgae used in the hydrolysis process, being grouped according to the similarity of their characteristics. The results obtained grouped the ECPs into two main groups: the first formed by NANNO 169 and NANNO 216 and the second by CHL 216 and TSA 216. On the other hand, the microalgae were grouped into three main groups: on the one hand N. gaditana and C. vulgaris; a second group formed by A. platensis and the mixture of microalgae; and a third formed by T. galbana. The present study provides valuable information on the bioavailability and bioaccessibility of the protein of the microalgae evaluated, as well as the ability of the different bacterial extracts to hydrolyze their protein, which provides useful information for the possible inclusion of these ECPs in aquaculture feed.