Extraction, Characterization, and Biological Activities of Laminarin and Fucoidan from Laminaria hyperborea

Fucoidan og laminaran finnes som biprodukter i sidestrømmer som stammer fra alginatproduksjon. Utnyttelse av restråstoff fra tare kan generere produkter av kommersiell verdi, og dermed føre til økonomisk vekst for tareforedlingsindustrien. Utnyttelse av biprodukter har også mange miljømessige fordeler. Arbeidet som presenteres i denne avhandlingen har vist at laminaran og fucoidan kan ekstraheres fra Laminaria hyperborea blader og/eller stilk ved bruk av varmtvanns- og/eller eksudatekstraksjonsteknikker. Renseprosessene ble hovedsakelig basert på separasjon av forbindelsene i fraksjonene ved bruk av forskjellige typer membranteknologi. De oppsamlede fraksjonene var imidlertid urene og bestod av betraktelige mengder mannitol og ukjente mineraler. Det eneste unntaket var en uløselig laminaranfraksjon. Rensingsprosedyrene som ble anvendt var derfor utilstrekkelige, og må optimaliseres.\n\nStrukturell karakterisering av fraksjonene ble utført. Monosakkaridsammensetning, sulfateringsgrad (DS) og gjennomsnittlig molekylvekt ble bestemt ved bruk av henholdsvis HPAEC- PAD, Vario EL Cube og SEC-MALS analyser. Strukturell karakterisering ble utført ved bruk av NMR. Forsøkene viste tilstedeværelsen av fucoidanfraksjoner med høye gjennomsnittlige molekylvekter. I tillegg ble strukturelle forskjeller observert mellom fucoidan fraksjonene, avhengig av om de ble ekstrahert fra L. hyperborea blader eller stilk.\n\nDe biofunksjonelle aktivitetene til laminaran og fucoidan ble undersøkt basert på fraksjoner med varierende massedistribusjoner. Det ble vist at fucoidan reduserte veksten av Staphylococcus aureus som er en Gram-positiv bakteriestamme. Den samme effekten ble ikke sett for utvalgte Gram-negative bakteriestammer, noe som indikerer at den antimikrobielle aktiviteten til fucoidan kan være forårsaket av interaksjon med bakterienes cellevegg. Det ble også vist at den antimikrobielle aktiviteten til fucoidan ikke var avhengig av massedistribusjonene til fraksjonene. Det ble observert at fucoidan reduserte biofilmdannelsen av S. aureus. Resultatene antydet at den observerte antibiofilmaktiviteten ikke var avhengig av massedistribusjonene til fraksjonene. Fucoidanfraksjonene kunne ikke brukes som prebiotiske substrater for Pseudoalteromonas sp., en marin probiotisk mikroorganisme. Bakteriestammen kunne derimot bruke laminaran som karbonkilde. Det ble også vist at den prebiotiske aktiviteten til laminarin økte med økende gjennomsnittlig molekylvekt. Dette indikerer at laminaran, og da spesielt polymerer med høy molekylvekt, kan ha potensiale som prebiotikum i fiskefôr.