Recupero della biomassa spiaggiata di Velella velella (Linnaeus, 1758): pratiche sostenibili durante gli eventi di fioritura

Abstract

La V. velella sta andando incontro ad un numero sempre maggiore di bloom e spiaggiamenti a causa principalmente dell’overfishing e del cambiamento climatico. Questo lavoro si propone di capire per la prima volta se la biomassa spiaggiata di questo organismo possa essere integrata nella produzione di composti utili, in ottica di un’economia circolare. È stata investigata la presenza in questo organismo di composti utili come astaxantina, chitina e peptidi bioattivi mediante differenti tecniche. Per l’astaxantina ed i peptidi è stata testata l’attività antiossidante. Per questi ultimi è stata esaminata anche la capacità di wound healing. L’astaxantina è stata estratta con solventi convenzionali, con olio di soia e con NaDES (Ch:La, 1:2). I peptidi sono stati estratti dalla biomassa residua dopo l’estrazione dell’astaxantina con solvente NaDES, utilizzando pepsina, tripsina ed una combinazione di entrambi. La chitina è stata isolata dalla biomassa residua dopo l’estrazione dei peptidi, impiegando idrossido di sodio, NaDES e batteri. I risultati mostrano che la resa di astaxantina non differiva significativamente tra l’estratto in NaDES (556 ± 211 µg/g) e quello con solventi convenzionali, di cui la maggiore è stata ottenuta dalla combinazione metanolo-acetone (1146 ± 331 µg/g). L’attività antiossidante, misurata con il test DPPH, era più alta nell’estratto di astaxantina con solvente NaDES (63 ± 0,5 %). I peptidi ottenuti dalla combinazione enzimatica hanno mostrato nel test di wound healing una differenza significativa rispetto al controllo dopo 20 h dal trattamento. La resa percentuale di chitina era simile in tutti i campioni, approssimativamente 20 % del peso secco. Dalla caratterizzazione mediante ATR-FTIR, lo spettro della chitina è risultato molto simile a quello dell’α-chitina di gambero, disponibile in commercio. I risultati ottenuti suggeriscono un possibile utilizzo della biomassa spiaggiata di V. velella per la produzione dei composti analizzati.

V. velella is experiencing an increasing number of blooms and beachings mainly due to overfishing and climate change. This work aims to understand for the first time whether the beached biomass of this organism can be integrated into the production of useful compounds, with a view to a circular economy. The presence of useful compounds such as astaxanthin, chitin and bioactive peptides in this organism was investigated using different techniques. For astaxanthin and peptides, antioxidant activity was tested. For the latter, wound healing ability was also examined. Astaxanthin was extracted with conventional solvents, soybean oil, and NaDES (Ch:La, 1:2). Peptides were extracted from residual biomass after astaxanthin extraction with NaDES solvent, using pepsin, trypsin and a combination of both. Chitin was isolated from the residual biomass after peptide extraction, employing sodium hydroxide, NaDES and bacteria. The results show that astaxanthin yield did not differ significantly between the extract in NaDES (556 ± 211 µg/g) and that in conventional solvents, of which the highest was obtained from the methanol-acetone combination (1146 ± 331 µg/g). Antioxidant activity, as measured by the DPPH assay, was highest in the astaxanthin extract with NaDES solvent (63 ± 0,5 %). Peptides obtained from the enzyme combination showed in the wound healing test a significant difference from the control 20 h after treatment. The percentage yield of chitin was similar in all samples, approximately 20 % of dry weight. By characterization using ATR-FTIR, the spectrum of chitin was found to be very similar to that of commercially available shrimp α- chitin. The results obtained suggest a possible use of the beached biomass of V. velella to produce the analyzed compounds.