Extracción y caracterización preliminar de pigmentos y colágeno a partir de medusas Stomolophys meleagris, Aurelia aurita, Rhizostoma pulmo y Rophilema esculentum Público Deposited
Jellyfish has been recently recognized as an important fishing resource in Asia as well as in America. However, only few classes are edible. Until recently, the Mexican industry began to show interest in fishing for Stomolophus meleagris, known as “cannonball jellyfish”. In this continent, cannonball jellyfish catching is practiced along the Atlantic coast of the United States and in the Gulf of Mexico, and then exported to Asia where it is prepared for human consumption. Jellyfish production for this purpose is mainly developed in Southeast Asia and China, where Rhopilema esculentum is preferred. Cannonball jellyfish is favored due to its large body and hard texture, but mainly because it is not toxic for consumption. In the same way, and due to the problems caused by the overpopulation of this species, alternatives to human consumption have been proposed for its use. Jellyfish are also used for the extraction of collagen, which can be used for a variety of applications, such as cosmetic and drug manufacture, and is used in the treatment of diseases such as rheumatoid arthritis. The objective of this work was to obtain, purify and characterize two important biotechnological resources present in Stomolophus meleagris such as the blue pigment and collagen. Likewise, preliminary studies on collagen in Rhizostoma pulmo, Aurelia aurita and Rhopilema esculentum were carried out. The first part of the work was the histological characterization of tissues from oral, subumbelar and campana regions of Stomolophus meleagris. Here, several organelles were identified, mainly composed of water. Gastrovascular cavities, and glandular and epithelium cells in the ectoderm were also identified. These results allowed the location of possible bioactive compounds for further extraction (campana and tentacles). For the extraction and characterization of the pigment, organisms with intense blue color were used, morphologically identified as Stomolophus meleagris. The experimental strategy was as follows: in a first phase the organism was morphologically and histologically studied and a partial extraction of the pigment was carried out. Once the nature of the pigment was defined, it was characterized by physicochemical methods, and finally the protein associated to the pigment was studied. It was concluded that the pigment is of polar nature, does not belong to the carotenoid family and is associated to a protein moiety, presumably a glycoprotein. Applying a central rotary design, it was concluded that the pigment is stable at both acidic and basic pH conditions (3-9) but is labile at high temperatures. The pigment maintains its color at freezing and cooling temperature for a period of up to 35 days. This pigment, intended for the food industry, is not recommended for those products with high heat treatment, but can be used in acidified products such as yogurt and ice cream. The peptide trace was identified by MALDITOF technique. In this method the proteins to be identified are hydrolyzed in small peptides and the corresponding hydrolyzed mass spectrum is obtained. A similarity of amino acids corresponding to the following peptide trace was found: R.NSPGLLVSPGGMNKNMQTK.S + 4 Deamination (NQ); Oxidation (M) To find a more accurate fraction a fragmentation of the spectrum was performed with larger areas, although no homology was found. It was concluded that, at present, there is no information for comparing our results. It is necessary to perform a complete sequencing to obtain further results. Collagen extraction and characterization was carried out using the ASC (acid soluble collagen) and PSC (pepsin soluble collagen) processes. The raw material was edible samples of Rophilema escueletum ready for human consumption, and frozen samples of species Rhizostoma pulmo and Aurelia aurita. Proximal analyzes were carried out, samples consisted of 92-98% moisture, 0.3-2% protein and 0.2-0.9% ash. A yield of ASC and PSC collagen were 0.52% and 28%, respectively. SDS-PAGE showed bands at 215 and 125 kDa in the ASC fraction and 42 and 41 kDa in the PSC fraction. Amino acid analysis and amino acid profile were performed by enzymatic digestion. This collagen is thermolabile with denaturation temperature (Td) at 24 ° C.
Recientemente se ha comenzado a utilizar a las medusas como un recurso pesquero importante, tanto en Asia como en América. Sin embargo, sólo algunas clases de medusas son comestibles. Hasta hace poco tiempo la industria mexicana comenzó a mostrar interés por la captura de Stomolophus meleagris, conocida como medusa bola de cañón. En este continente se practica la pesca de esta medusa a lo largo de la costa atlántica del sur de los Estados Unidos y en el Golfo de México, en general para exportación a Asia, donde se preparan para el consumo humano. La cría de medusas para este fin se desarrolla mayormente en el sudeste asiático y China, donde se prefiere la producción de Rhopilema esculentum. Se ha visto favorecida la crianza de medusa bola de cañón debido a que su cuerpo es más grande y rígido, y sobre todo por no ser tóxica para el consumo humano. Asimismo, y debido a los problemas que causa la sobrepoblación de medusas, se han propuesto alternativas para su aprovechamiento para fines alternativos al consumo humano. Una de estas aplicaciones es la extracción del colágeno, el cual puede ser utilizado para una variedad de fines como la fabricación de cosméticos y fármacos que se emplean en el tratamiento de enfermedades, como la artritis reumatoide. El objetivo de este trabajo fue extraer, purificar y caracterizar dos recursos biotecnológicos importantes presentes en la medusa Stomolophus meleagris como el pigmento azul. Asimismo, se llevaron a cabo estudios preliminares del colágeno en Rhizostoma pulmo, Aurelia aurita y Rhopilema esculentum. En la primera parte de este trabajo consistió en la identificación histológica de las secciones oral, subumbrelar, y campana de Stomolophus meleagris, en donde se reconocieron varios organelos. Estos organismos presentaban la típica simetría radial. Se identificaron cavidades gastrovasculares, y células epiteliales y glandulares en el ectodermo. Estos resultados fueron una guía para la extracción de los compuestos bioactivos, ya que se caracterizaron las zonas para la extracción (campana y tentáculos). Para la extracción y caracterización del pigmento se utilizaron organismos con un color azul intenso identificados morfológicamente como Stomolophus meleagris. Se llevó a cabo la siguiente estrategia experimental: en una primera fase se estudió morfológica e histológicamente al organismo, y se llevó una extracción parcial del pigmento. Una vez definida la naturaleza de éste, se caracterizó por métodos fisicoquímicos, y finalmente se llevó a cabo el estudio de la proteína ligada al pigmento. Se concluyó que el pigmento es de naturaleza polar, no pertenece a la familia de los carotenoides y está asociado a una fracción proteica, presuntivamente una glucoproteína. Aplicando un diseño central rotatorio se determinó que el pigmento es estable en condiciones de pH tanto ácidas como básicas (3-9); sin embargo, es lábil a altas temperaturas. El pigmento mantiene su color a temperatura de congelación y refrigeración por un periodo de hasta 35 días. Su uso en alimentos se recomendaría en productos acidificados, como yogurt o helados, pero no en para los que se someten a tratamiento térmico elevado, cuando ocurriría una degradación considerable del color. La identificación de la huella peptídica se llevó a cabo utilizando la técnica MALDITOF, en el cual las proteínas a identificar son hidrolizadas a péptidos pequeñas de los que se obtiene el correspondiente espectro. Se encontró una similitud de aminoácidos que corresponden a la siguiente huella peptídica: R.NSPGLLVSPGGMNKNMQTK.S + 4 Desaminación (NQ); Oxidación (M) Para encontrar una fracción más precisa se realizó una fragmentación del espectro con mayores áreas, aunque no se encontró homología. Se concluyó que no existe hasta el 8 momento información con la cual comparar nuestros resultados. Es necesario realizar una secuenciación completa para obtener mayor información al respecto. La extracción y caracterización de colágeno se llevó a cabo por los procesos ASC (acid soluble collagen, por sus siglas en inglés) y PSC (pepsin soluble collagen, por sus siglas en inglés) en muestras de medusas Rophilema escueletum para consumo al público, y muestras congeladas de las especies Rhizostoma pulmo y Aurelia aurita. Se realizaron análisis proximales obteniéndose las siguientes concentraciones: 92-98% de humedad; 0.3-2% de proteína; 0.2-0.9% de ceniza. Los rendimientos de colágeno fueron 0.52 y 28% por ASC y PSC, respectivamente. SDS-PAGE mostró bandas de 215 y 125 kDa en la fracción ASC y 42 y 41 kDa en la fracción PSC. Finalmente, se llevó a cabo el análisis y perfil de aminoácidos en muestras sujetas a digestión enzimática. Este colágeno es termolábil, con una temperatura de desnaturalización (Td) de 24°C.
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