Study of isolation and utilization techniques of bioactive compounds derived from marine organisms and their by-products with the aim of developing innovative fish feeds
Authors: Πάππου Σοφία 
Published: November 2023

Η έρευνα που εκτελείται στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής πρεσβεύει μια νέα προσέγγιση στην βιομηχανία της υδατοκαλλιέργειας η οποία αφορά τη βελτίωση της εκτροφής και ποιότητας των καλλιεργούμενων ειδών ιχθύων μέσω της χρήσης βιοδραστικών ουσιών προστιθέμενης αξίας προερχόμενων από το θαλάσσιο περιβάλλον. Μέσω της διερεύνησης και ανάπτυξης κατάλληλων τεχνικών μεθόδων εκχύλισης αλλά και διαμόρφωσης του προϊόντος για την μέγιστη αποτελεσματικότητά του, στόχος είναι η δημιουργία καινοτόμων συμπληρωμάτων διατροφής με τη χρήση βιώσιμων θαλάσσιων πόρων όπως είναι τα μικροφύκη, μακροφύκη αλλά και προϊόντα ιχθύων. Εν συνεχεία, οι ευεργετικές ιδιότητες των παραγόμενων βιοδραστικών εκχυλισμάτων μελετώνται ως προς τον εμπλουτισμό της διατροφικής αξίας των καλλιεργούμενων ιχθύων, την ενίσχυση της ανάπτυξής τους ή/και την ενίσχυση του ανοσοποιητικού συστήματός τους, με απώτερο στόχο την μείωση εξάρτησης από πρόσθετους αντιβιοτικούς παράγοντες ή/και την μείωση του διατροφικού κόστους στην βιομηχανία της υδατοκαλλιέργειας. Οι ερευνητικοί στόχοι της διδακτορικής διατριβής είναι η αξιολόγηση και ο χαρακτηρισμός βιοδραστικών ενώσεων που προέρχονται από θαλάσσιους οργανισμούς και παραπροϊόντα τους, ως βιώσιμη πηγή πρόσθετων σκευασμάτων στις ιχθυοτροφές, η βελτιστοποίηση της ανάκτησής τους μέσω της χρήσης τεχνικών πράσινης εκχύλισης και η διερεύνηση της αντιβακτηριδιακής δράσης των επιλεγμένων εκχυλισμάτων με την μεταγενέστερη αξιολόγηση της επίδρασής τους σε σημαντικά είδη της ελληνικής και ευρωπαϊκής ιχθυοκαλλιέργειας σε ημι-πιλοτική κλίμακα. Οι κατάλληλες τεχνικές για τον βιοχημικό χαρακτηρισμό της βιομάζας ιχθύων και μίκρο-/μάκρο-φυκών, καθώς και την εκχύλιση, την ανάλυση και τον εγκλεισμό των περιεχόμενων βιοδραστικών συστατικών διερευνήθηκαν για την επίτευξη των δύο πρώτων στόχων ενώ στη συνέχεια έγινε αξιολόγηση της διατροφικής χρήσης βιοδραστικού εκχυλίσματος μέσω της διερεύνησης της αντιβακτηριδιακής του δράσης έναντι σημαντικών βακτηριακών στελεχών καθώς και ενσωμάτωσή του σε διατροφικά πειράματα ιχθύων στις εγκαταστάσεις του υγρού εργαστηρίου Υδατοκαλιεργειών στα πλαίσια του τρίτου στόχου. Στην παρούσα έρευνα χρησιμοποιήθηκαν καινοτόμες τεχνικές απομόνωσης και αξιοποίησης βιοδραστικών ενώσεων όπως κολλαγόνο, λιπαρά οξέα, καροτενοειδή, φαινολικά και πολυσακχαρίτες και αφορούν μεταξύ άλλων την παρασκευή και διερεύνηση της χρήσης βαθέως ευτηκτικών διαλυτών, τη διερεύνηση εγκλεισμού των βιοδραστικών ενώσεων μέσω της ηλεκτροστατικής ινοποίησης καθώς και την ανάλυση αυτών με υπέρυθρη φασματοσκοπία (FTIR), ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM), και υγρή/αέρια χρωματογραφία (HPLC, GC). Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης παρέχουν σημαντική τεχνική και επιστημονική γνώση στα πλαίσια της καθιέρωσης χωροκατακτητικών ειδών ιχθύων ως βιώσιμη εναλλακτική πηγή βιοδραστικών ενώσεων μέσω της επιτυχούς εκχύλισης και ενθυλάκωσης του κολλαγόνου και λιπαρών οξέων από τα είδη Lagocephalus sceleratus, Fistularia commersonii και Pterois miles. Όσον αφορά την αξιοποίηση θαλάσσιων φυκών, έγινε καταγραφή των κατάλληλων μεθόδων ανάλυσης για τον χαρακτηρισμό των εκχυλισμένων βιοδραστικών ενώσεων. Εν συνεχεία, έγινε επιτυχής σύνθεση ενός μεγάλου εύρους βαθέως ευτηκτικών διαλυτών οι οποίοι αξιολογήθηκαν ως προς την αποτελεσματικότητά τους στην εκχύλιση βιοδραστικών ενώσεων από μακροφύκη, Ulva lactuca και μικροφύκη, Chlorella vulgaris, ενώ στη συνέχεια έγινε η βελτιστοποίηση των συνθηκών εκχύλισης μακροφυκών για την κλασσική και υποβοηθούμενη με μικροκύματα εκχύλιση. Μέσω αυτής της διαδικασίας, παρήχθη ένα τελικό εκχύλισμα φυκών υψηλής αντιοξειδωτικής δράσης το οποίο χορηγήθηκε ως πρόσθετο ιχθυοτροφής νεαρών ατόμων Dicentrarchus labrax για δύο μήνες. Τα αποτελέσματα ήταν θετικά για την ανάπτυξη και τα βιοχημικά χαρακτηριστικά των ιχθύων ενώ η in vitro μελέτη της αντιβακτηριακής δράσης του εκχυλίσματος έδειξε αναστολή της ανάπτυξης σε σημαντικά βακτηριακά στελέχη της υδατοκαλλιέργειας όπως Vibrio anguillarum O1, Photobacterium damselae sub. piscicida και Tenacibaculum maritimum.