Mořské
řasy: cenný zdroj bioaktivních látek
Jiří
Patočka
Mořské řasy zaujímají mezi mořskými organismy důležité postavení jako potraviny a jako cenné zdroje látek s biologickou aktivitou. Mořské řasy mají jako zdroj potravy dlouholetou tradici v mnoha asijských zemích, v západních zemích se na jídelníčku objevily teprve nedávno (Mabeau Fleurence, 1993), ale jejich obliba stále stoupá (Blikra et al., 2021). V současné době je využití těchto potravinových zdrojů považováno za nezbytné pro splnění cílů udržitelného rozvoje Organizace spojených národů (Duarte et al., 2022).
Mezi primární metabolity mořských řas patří proteiny, sacharidy a lipidy (MacArtain et al., 2007). Obsah proteinů se liší v závislosti na druhu. Obecně je nízký u hnědých řas (3 – 15 % sušiny) oproti červeným a zeleným řasám (10 – 47 % sušiny) (Fleurence et al., 2018). Nutriční hodnota těchto proteinů je závislá na obsahu a poměru jednotlivých aminokyselin a jejich dostupnosti (Fleurence et al., 1999; Černá, 2011)). Pokud jde o sacharidy, mořské řasy jsou obzvláště bohaté na polysacharidy, které jsou součástí buněčné stěny (Deniaud-Bouët et al., 2017). Patří k sacharidům, které se využívají už dlouhodobě i v průmyslu. Jsou to zejména karagenany, algináty a agar (Lim et al., 2021). Již dlouho jsou také využívány algináty – soli alginových kyselin - ve vodě rozpustné slizotvorné látky z mořských řas; soli s různými anorganickými a organickými kationty slouží např. jako kosmetická zahušťovadla, surovina při výrobě zubních past apod. Algináty ale také představují dobrý zdroj rozpustné vlákniny, jejíž přítomnost v potravě navozuje pocit sytosti a pomáhá udržovat rovnováhu střevního mikrobiomu a přecházet tak řadě nemocí (Jayakody et al., 2022).
Mořské řasy dále obsahují zásobní polysacharidy, z nichž nejvýznamnější je amylopektin z červených řas (Tagliapietra et al., 2022) a laminarin z řas hnědých (Rajauria et al., 2021). Obsah lipidů je v mořských řasách poměrně nízký, kolísá zhruba od 1 % do 6 % sušiny, ale o to zajímavější je jejich složení. Tyto mořské lipidy obsahují celou řadu ω-3 a ω-6 nenasycených mastných kyselin (Rocha et al., 2021; Rodríguez-González et al., 2022). U červených řas dominují 20-ti uhlíkaté polynenasycené mastné kyseliny u hnědých a zelených řas pak zejména 18-ti uhlíkaté polynenasycené mastné kyseliny (Rodríguez-González et al., 2022).
Mořské řasy produkují také velké množství sekundárních metabolitů, které zahrnují modifikované polysacharidy, polyfenolické sloučeniny, steroidní sloučeniny, mastné kyseliny, karotenoidy, mykosporinové aminokyseliny, halogenované sloučeniny, polyketidy, lektiny, peptidy a jejich četné deriváty. Tyto metabolity vykazují strukturální i funkční odlišnost oproti svým suchozemským protějškům, což je dáno rozdílnou metabolickou cestou jejich syntézy (Rosa et al., 2019).
Velká skupina mořských řas má vzhledem ke svým zdravotním benefitům své pevné místo také v tradiční lidové medicíně, zejména čínské (Chengkui a Junfu, 1984), ale není daleko doba, kdy se bez těchto nových zdrojů biomolekul neobejde ani medicína moderní (Sakthivel a Devi, 2019; El-Beltagi et al., 2021; Lomartire a Gonçalves, 2022).
Zajímavou skupinou sekundárních metabolitů mořských řas jsou monoterpeny (Naylor et al., 1983). Jsou téměř vždy halogenované a vykazují cyklickou strukturu na rozdíl od monoterpenů izolovaných ze suchozemských rostlin. Příkladem takových terpenických struktur izolovaných z mořských řas jsou acyklický halomon (Rocha et al., 2018) s protinádorovým účinkem (El Gaafary et al., 2019) a cyklické halogenované monoterpeny violacen (Tang et al., 2020), plocamen (Cikoš et al., 2019) nebo ochtoden (McConnell a Fenical, 1978; Yabg et al., 2018). Tyto látky jsou produkovány mořskými řasami jako jejich ochrana před fotodynamickým poškozením způsobeným UV zářením či jinými nepříznivými podmínkami životního prostředí (Heiser et al., 2022).
Literatura
Blikra MJ, Altintzoglou T, Løvdal T, Rognså G, Skipnes D, Skåra T et al. Seaweed products for the future: Using current tools to develop a sustainable food industry. Trends Food Sci Technol. 2021; 118: 765-776.
Cikoš AM, Jurin M, Čož-Rakovac R, Jokiæ S, Jerkoviæ I. Update on monoterpenes from red macroalgae: Isolation, analysis, and bioactivity. Marine Drugs, 2019; 17(9): 537.
Černá M. Seaweed proteins and amino acids as nutraceuticals. Adv Food Nutr Res. 2011; 64: 297-312.
Deniaud-Bouët E, Hardouin K, Potin P, Kloareg B, Hervé C. A review about brown algal cell walls and fucose-containing sulfated polysaccharides: Cell wall context, biomedical properties and key research challenges. Carbohydrate Polymers, 2017; 175: 395
Duarte CM, Bruhn A, Krause-Jensen D. A seaweed aquaculture imperative to meet global sustainability targets. Nature Sustainability, 2022; 5(3): 185-193.
El-Beltagi HS, Mohamed AA, Mohamed HI, Ramadan KM, Barqawi AA, Mansour AT. Phytochemical and potential properties of seaweeds and their recent applications: a review. Marine Drugs, 2022; 20(6): 342.
El Gaafary M, Hafner S, Lang SJ, Jin L, Sabry OM, Vogel CV et al. A novel polyhalogenated monoterpene induces cell cycle arrest and apoptosis in breast cancer cells. Marine Drugs, 2019; 17(8): 437.
Fleurence J, Morançais M, Dumay J. Seaweed proteins. In Proteins in food processing (pp. 245-262). Woodhead Publishing, 2018.
Fleurence J. Seaweed proteins: biochemical, nutritional aspects and potential uses. Trends Food Sci Technol. 1999; 10(1): 25-28.
Heiser S, Amsler CD, Brothers CJ, Amsler MO, Shilling AJ, Bozarth L et al. Who Cares More about Chemical Defenses—the Macroalgal Producer or Its Main Grazer?. J Chem Ecol. 2022; 48(4): 416-430.
Chengkui Z, Junfu Z. Chinese seaweeds in herbal medicine. In Eleventh International Seaweed Symposium (pp. 152-154). Springer, Dordrecht, 1984.
Jayakody MM, Vanniarachchy MPG, Wijesekara I. Seaweed derived alginate, agar, and carrageenan based edible coatings and films for the food industry: a review. J Food Measur Charact. 2022; 1-33.
Lim C, Yusoff S, Ng CG, Lim PE, Ching YC. Bioplastic made from seaweed polysaccharides with green production methods. J Environ Chem. Eng. 2021; 9(5): 105895.
Lomartire S, Gonçalves AM. An Overview of potential seaweed-derived bioactive compounds for pharmaceutical applications. Marine Drugs, 2022; 20(2): 141.
Mabeau S, Fleurence J. Seaweed in food products: biochemical and nutritional aspects. Trends Food Sci Technol. 1993; 4(4): 103-107.
MacArtain P, Gill CI, Brooks M, Campbell R, Rowland IR. Nutritional value of edible seaweeds. Nutrition Rev. 2007; 65(12): 535-543.
McConnell OJ, Fenical W. Ochtodene and ochtodiol: novel polyhalogenated cyclic monoterpenes from the red seaweed Ochtodes secundiramea. J Org Chem.1978; 43(21): 4238-4241.
Naylor S, Hanke FJ, Manes LV, Crews P. Chemical and biological aspects of marine monoterpenes. In Fortschritte der Chemie organischer Naturstoffe/Progress in the Chemistry of Organic Natural Products (pp. 189-241). Springer, Vienna, 1983.
Rajauria G, Ravindran R, Garcia-Vaquero M, Rai DK, Sweeney T, O'Doherty J. Molecular characteristics and antioxidant activity of laminarin extracted from the seaweed species Laminaria hyperborea, using hydrothermal-assisted extraction and a multi-step purification procedure. Food Hydrocolloids, 2021; 112: 106332.
Rodríguez-González I, Díaz-Reinoso B, Domínguez H. Intensification Strategies for the Extraction of Polyunsaturated Fatty Acids and Other Lipophilic Fractions From Seaweeds. Food Bioprocess Technology, 2022; 1-20.
Rocha CP, Pacheco D, Cotas J, Marques JC, Pereira L, Gonçalves AM. Seaweeds as valuable sources of essential fatty acids for human nutrition. In J environ Res Health, 2021; 18(9): 4968.
Rocha DH, Seca AM, Pinto DC. Seaweed secondary metabolites in vitro and in vivo anticancer activity. Marine Drugs, 2018; 16(11): 410.
Rosa GP, Tavares WR, Sousa PM, Pagès AK, Seca AM, Pinto DC. Seaweed secondary metabolites with beneficial health effects: An overview of successes in in vivo studies and clinical trials. Marine Drugs, 2019; 18(1): 8.
Tagliapietr BL, Borges LA, Ferreira NLB, Clerici MTPS. Seaweed as a potential new source for starch, produced in the sea: A short review. Starch‐Stärke,2022; 2200130.
Tang J, Wang W, Chu W. Antimicrobial and anti-quorum sensing activities of phlorotannins from seaweed (Hizikia fusiforme). Front Cell Infect Microbiol. 2020; 10: 586750.
Yang MY, Kim MS. Cryptic species diversity of ochtodenes-producing Portieria species (Gigartinales, Rhodophyta) from the northwest Pacific. Algae, 2018; 33(3): 205-214.
