Isolering og karakterisering av helsefremmende lipider fra mikroalger

摘要

Langkjedete omega-3 fettsyrer, som EPA (eikosapentaensyre) og DHA (dokosahexaensyre), er viktige for et balansert kosthold og kan gi gode helsemessige fordeler. Per dags dato får de fleste for lite av disse fettsyrene gjennom kosten. Fiskeolje er den viktigste kommersielle kilden til omega-3 PUFAs (flerumettede fettsyrer), men økningen i den globale produksjonen av fiskeolje har resultert i at en større andel av villfisk blir brukt til fiskefôr. Fôr er dyrt, og i tillegg er det en begrenset mengde fisk som kan høstes, da de fleste bestander er overutnyttet. Dette har ført til etterspørsel etter nye kilder til PUFAs, til bruk i fiskefôr. Mikroalger er en lovende kilde for dette formålet, da de har evne til å syntetisere og akkumulere store mengder lipider, med god lipidstabilitet. Mikroalger kan også brukes direkte til humant konsum. Imidlertid gjør mikroalgenes høye innhold av biologisk aktive forbindelser og deres robuste cellevegg det krevende å finne gode lipidekstraksjonsmetoder. Målet med denne oppgaven var å optimalisere slike metoder for to kommersielle mikroalger: Chlorella og Spirulina. Ekstraksjonsmetodene som ble testet ut var tre varianter av Bligh and Dyer (B&D), samt modifisert Folch og etanolekstraksjon. Høyest lipidutbytte av tørrvekt ble oppnådd med modifisert Folch, og utbyttet var 16,3 ± 1,1% i Chlorella og 11,5 ± 0,8% i Spirulina. Etanolekstraksjon ser ut til å være en lovende og mer miljøvennlig metode da det unngås bruk av store mengder kloroform. Med denne metoden ble utbyttene 12,2 ± 0,9% i Chlorella og 8,8 ± 0,8% i Spirulina. Oppskalering av tørrstoffmengden i disse to metodene ga noe lavere prosentvis lipidutbytte. Siden fosfolipider blant annet har vist seg å ha høyere innhold av omega-3 fettsyrer enn triglyserider, ble SPE (fast-fase-ekstraksjon) og acetonutfelling testet ut for å separere lipidekstraktet i nøytrale lipider og fosfolipider. Acetonutfelling viste seg å være en lovende isoleringsmetode, selv om utbyttet av fett i de to fraksjonene varierte mellom ekstraktene. HPLC-CAD ble brukt til å analysere lipidklassene i ekstraktene. Fettsyresammensetningen i Chlorella- og Spirulina-ekstrakter ble analysert ved bruk av GC-FID. Chlorella-ekstraktene hadde en relativt lik fordeling av mettede, enumettede og flerumettede fettsyrer, mens modifisert Folch-ekstraktet til Spirulina hadde en høyere andel mettede og en lavere andel flerumettede fettsyrer enn etanolekstraktet. Chlorella hadde en klart høyere andel av omega-3-fettsyrer enn Spirulina, som derimot hadde en høy andel av omega-6-fettsyrer. Den dominerende omega-3-fettsyren var C18:3 (α-linolensyre), mens de dominerende omega-6-fettsyrene var C18:2 (linolsyre) og C18:3 (γ-linolensyre). Det ble i tillegg kjørt proteinhydrolyse på prøver fra Chlorella for å sjekke om etanolekstraksjon i forkant av hydrolysen hadde betydning for proteinutbyttet. Resultatene kan tyde på at det utvinnes mer proteiner dersom hydrolyse kjøres etter ekstraksjon, men lipidutbyttet i Chlorella-pulveret var da lavere enn lipidutbyttet i sedimenter ved hydrolyse i forkant av etanolekstraksjon. Da ble ca. 40% av det totale innholdet av proteiner i Chlorella-pulveret hydrolysert.