Emerging Technologies to Extract Fucoxanthin from Undaria pinnatifida: Microwave vs. Ultrasound Assisted Extractions

Mar. Drugs 2023, 21(5), 282

Macroalgae are an extensive resource for the obtention of bioactive compounds, mainly phenolic compounds, phlorotannins, and pigments. Fucoxanthin (Fx) is the most abundant pigment present in brown algae and has shown several useful bioactivities that can be used to fortify products in the food and cosmetic industries. Nevertheless, to date, there is still insufficient literature reporting on the extraction yield of Fx from U. pinnatifida species from green technologies. In this regard, the present study aims to optimize the extraction conditions to obtain the highest Fx yield from U. pinnatifida through emerging techniques, namely microwave-assisted extraction (MAE) and ultrasound-assisted extraction (UAE). These methods will be compared with the conventional methodologies of heat-assisted extraction (HAE) and Soxhlet-assisted extraction (SAE). According to our results, even though the extraction yield could be slightly higher when using MAE than UAE, the Fx concentration obtained from the alga was double when using UAE. Thus, the Fx ratio in the final extract reached values of 124.39 mg Fx/g E. However, the optimal conditions should also be considered since UAE needed 30 min to perform the extraction, whereas MAE was able to obtain 58.83 mg Fx/g E in only 3 min and 2 bar, meaning less energy expenditure and minimum cost function. To our knowledge, this study obtains the highest concentrations of Fx ever reported (58.83 mg Fx/g E for MAE and 124.39 mg Fx/g E for UAE), with low energy consumption and short times (3.00 min for MAE and 35.16 min for UAE). Any of these results could be selected for further experiments and proposed for industrial scaling-up.

Method development and validation for acrylamide in potato cutlet by UHPLC-MS/MS

 Food Control, 109817 (2023)

Surge in consumption of healthy and safe foods has challenged researcher to develop sensitive, precise, robust detection and quantification of food contaminants like acrylamide even if they are present in trace. Keeping this in view, a robust and sensitive analytical method was developed and validated for acrylamide quantification in a potato-based food product (potato cutlet), using LC-MSMS with positive electrospray ionization (+ESI). The method consists of adding acrylamide-d3 (deuterium labelled acrylamide) as an internal standard, extraction by modified QuEChERS method with d-SPE clean-up. Extracts were run on a reverse phase C-18 column for analysis by liquid chromatography. The limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) were determined as 0.7 and 2.0 μg kg−1, respectively, demonstrating the sensitivity of the method for trace detection. The developed method showed excellent results in terms of recoveries (91.0–109.16%), repeatability (RSD 1.8–10.60%), reproducibility (RSD 2.3–11.24%) and robustness (RSD 1.74–4.54%). The repeatability, reproducibility and robustness respectively, show the consistency, accuracy and stability of the developed method. The deviations in ion ratio and retention time were 17.25% and −0.01 min, respectively. Compared to previous findings, the current study has achieved lower LOD and LOQ levels that reveal the higher sensitivity of this method for acrylamide quantification in potato cutlet.

Jesús Simal incorpórase ao comité internacional mixto FAO/OMS que avalía a seguridade dos aditivos alimentarios

 

A Organización Mundial da Saúde (OMS) e a Organización das Nacións Unidas para a Alimentación e a Agricultura (FAO) crearon en 1956 o Comité Mixto de Expertos e Aditivos Alimentarios (JECFA). Inicialmente encargado da avaliar a inocuidade dos aditivos alimentarios, na actualidade o JECFA ocúpase tamén da valoración de riscos e inocuidade de coadyuvantes de elaboración, aromatizantes, residuos de medicamentos veterinarios en produtos animais, contaminantes e toxinas naturais, avaliando durante estas décadas máis de 2500 aditivos alimentarios, uns 40 contaminantes e toxinas naturais e residuos duns 90 medicamentos veterinarios. Actividades ás que a partir de agora sumará a súa experiencia e coñecementos o catedrático da UVigo Jesús Simal, trala súa recente incorporación ao JECFA, que unicamente conta con Simal e a docente da Universidad Miguel Hernández, María Fernández, como representantes españois.

“Para min, que ademais traballo en equipo nun ambiente internacional, supón poder contribuír á seguridade e inocuidade dos alimentos, minimizando os riscos químicos na cadea alimentaria e axudarame a estar ao día nestes temas, ademais de abrirme a porta a colaboracións internacionais na materia e impulsar colaboracións con outros, ao ter a oportunidade de incidir nas políticas públicas”, explica o docente e investigador do Departamento de Química Analítica e Alimentaria da UVigo sobre a súa inclusión no Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios. A súa pertenza ao Comité Científico de Seguridad Alimentaria y Nutrición da Agencia Española de Consumo, Seguridad Alimentaria y Nutrición (Aecosan) e os coñecementos como catedrático na área de nutrición e bromatoloxía, considera Simal que son as achegas que pode realizar ao JECFA, no que “podo contribuír a axudar no desenvolvemento integral de expertos, uso de ferramentas dixitais ou promoción de competencias brandas, como motivación pola aprendizaxe continua, compromiso e transparencia, flexibilidade e versatilidade, xestión do tempo, superación, etc.”.

Simal e os e as expertas que integran o comité ofrecerán asesoramento científico para o establecemento das normas mundiais de inocuidade dos alimentos do Codex Alimentarius, entre outras. “Todos os países necesitan ter acceso a avaliacións fiables de riscos das substancias químicas utilizadas nos alimentos, pero relativamente poucos contan cos coñecementos e fondos necesarios para facer avaliacións individuais e JECFA cumpre unha función vital ao proporcionar unha fonte axeitada de asesoramento de expertos, que algúns países utilizan para elaborar os seus propios programas de regulamentación”, explica o catedrático da UVigo.

Para aditivos alimentarios, contaminantes e substancias tóxicas naturalmente presentes nos alimentos, o comité establece principios para avaliar a súa inocuidade, realiza valoracións toxicolóxicas e determina inxestións diarias admisibles (IDA) ou tolerables. No caso dos residuos de medicamentos veterinarios nos alimentos, JECFA elabora principios para avaliar a súa inocuidade e establece as inxestións diarias e recomenda límites máximos de residuos. “No caso dos aditivos alimentarios, o comité establece normalmente as IDA sobre a base da información toxicolóxica e demais información pertinente dispoñible, ademais de elaborar especificacións de identidade e pureza para os aditivos, que contribúen a garantir que o produto que entre no comercio sexa da calidade apropiada, poida ser fabricado normalmente e sexa equivalente ao material sometido ao ensaio toxicolóxico”, detalla Jesús Simal.

Para os medicamentos veterinarios, o comité avalía os datos sobre boas prácticas e recomendan os correspondentes límites máximos de residuos nos tecidos dos animais, o leite e/os ovos, coa finalidade de asegurar que cando o medicamento se utilizar axeitadamente, a inxestión de residuos do medicamento presente nos alimentos probablemente non superará a IDA correspondente

Fonte: DUVI

Enhancing the biorefinery of chestnut burrs. Part I. Study of the pretreatment with choline chloride urea diluted deep eutectic solvent

 Biomass & Bioenergy, 173, 106786, 2023

Chestnut burrs (CB) are agro-industrial wastes produced in large amounts during chestnut processing. Despite their high value composition, this type of biomass has been scarcely studied, becoming an important material to be valorized. In this work, a green technology based on the use of diluted choline chloride urea (ChCl:U) deep eutectic solvent (DES) was postulated to deconstruct the lignocellulosic structure. The pretreatment was evaluated using untreated CB and CB previously processed (washed CB or the solid residue obtained after prehydrolysis). Following a biorefinery concept, the samples obtained in this work will be further enzymatically hydrolyzed in Part II to reach fermentable sugars-containing solutions. Several operational parameters such as time (4, 8 and 16 h), temperature (60, 80, 100 and 120 °C), and liquid-solid ratio (LSR) (10:1, 15:1 and 20:1) were studied to improve CB deconstruction. Physicochemical transformations were investigated by ATR-FTIR and SEM analysis. The best delignification rate (∼40%) was achieved applying the DES pretreatment in untreated CB at 100 °C for 16 h and 20:1 (w/w) LSR, being corroborated by physicochemical changes observed by FTIR and SEM.

A UVigo participa nunha investigación europea para desentrañar o potencial do microbioma do trigo e desenvolver alimentos e pensos máis sans e sostibles

Xunto á UVigo, a Universitat de València e as empresas Contactica, Isanatur Spain e Editorial Agrícola Española conforman a representación española no proxecto que ten como obxectivo principal comprender de que modo a microbiota impacta, dunha banda, o cultivo do trigo e a calidade nutricional de forma xeral e específica, respecto ás proteínas causantes la enfermidade celíaca; a produción de novos alimentos para humanos e animais usando microbiota autóctona con carácter probiótico, así como outros microorganismos con coñecida capacidade probiótica; a percepción de sabor a través do estudo da interacción composición alimento-microbiota, alimento-microbiota humana, e o impacto na saúde a través dos estudo da interacción composición alimento microbiota, alimento-microbiota humana.

“Contamos con expertos das áreas de edafoloxía e química agrícola, ciencia e tecnoloxía dos alimentos e nutrición, alimentación animal e ciencias veterinarias, bioloxía molecular e celular e nutrixenómica e estudos clínicos”, detalla a coordinadora de Wheatbiome, que engade que este traballo será complementado con expertos en transferencia de coñecemento (formación ao sector primario), a industria alimentaria (encargada dos prototipos de alimentos a testar en humanos) e un equipo de bioinformáticos, para desenvolver unha ferramenta de toma de decisións nunha perspectiva transnacional para modelizar os datos obtidos para predicir comportamentos futuros. 

En canto ao papel que a UVigo desenvolve no proxecto Wheatbiome, o catedrático Jesús Simal sinala que “se centra en investigar os efectos dos novos produtos derivados do trigo, fermentados ou non, na súa calidade hixiénico-sanitaria e nutricional e a riqueza en compostos bioactivos, realizando estudos de proteómica e metabolómica, así como estudos de interacción entre proteínas e compostos bioactivos, determinando a súa bioaccesibilidade  e a bioctividade de propiedades antioxidante, prebiótica e antiinflamatoria en ensaios in vitro, para entender os potenciais efectos dietéticos do seu consumo animal e humano”, detalla o docente e investigador o Departamento de Química analítica e alimentaria. Estes traballos serán realizados na área de Nutrición e Bromatoloxía, da calidade hixiénico-sanitaria e nutricional e a riqueza en compostos bioactivos encargarase o grupo de investigación AA1, liderado polo catedrático Jesús Simal e os estudos de interacción molecular, bioaccesibilidade  e a bioctividades serán desenvolvidos no CF1, baixo a dirección de Rosa Pérez.

Con 5 millóns de euros de orzamento, a investigación prolongarase ata decembro de 2026

Fonte: DUVI

Anti-diabetic potential of apigenin, luteolin, and baicalein via partially activating PI3K/Akt/Glut-4 signaling pathways in insulin-resistant HepG2 cells

 Food Science and Human Wellness, 12 (6), 1991-2000 (2023)

Dietary flavonoids are abundant in natural plants and possess multiple pharmacological and nutritional activities. In this study, apigenin, luteolin, and baicalein were chosen to evaluate their anti-diabetic effect in high-glucose and dexamethasone induced insulin-resistant (IR) HepG2 cells. All flavonoids improves the glucose consumption and glycogen synthesis abilities in IR-HepG2 cells via activating glucose transporter protein 4 (GLUT4) and phosphor-glycogen synthase kinase (GSK-3β). These flavonoids significantly inhibited the production of reactive oxygen species (ROS) and advanced glycation end-products (AGEs), which were closely related to the suppression of the phosphorylation form of NF-κB and P65. The expression levels of insulin receptor substrate-1 (IRS-1), insulin receptor substrate-2 (IRS-2) and phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)/protein kinase B (Akt) pathway in IR-HepG2 cells were all partially activated by the flavonoids, with variable effects. Furthermore, the intracellular metabolic conditions of the flavonoids were also evaluated.