PIGMENTS AND MYCOSPORIN-LIKE AMINO ACIDS PRESENT IN THE MACROALGA KAPPAPHYCUS ALVAREZII: A SOURCE OF BIOTECHNOLOGICAL INTEREST

Authors

DOI:

https://doi.org/10.47820/recima21.v6i12.7041

Keywords:

Seasonality, Chlorophyll, Phycobiliproteins

Abstract

Pigments and mycosporine-like amino acids (MAAs) extracted from macroalgae have broad industrial applications in sectors such as cosmetics, food, and pharmaceuticals. These compounds exhibit relevant biological activities, such as antioxidant, coloring, and photoprotective properties. In this context, this study aimed to characterize the pigments (chlorophylls, phycobiliproteins, and carotenoids) and MAAs of the macroalga Kappaphycus alvarezii, cultivated in Florianópolis, Santa Catarina, evaluating the influence of genotypes (green and red strains) collected throughout the seasons of the year. The levels of chlorophylls, phycobiliproteins, carotenoids, and MAAs were determined using ultraviolet and visible spectrophotometry (UV-vis). The data were subjected to the Scott-Knott test and principal component analysis (PCA). Overall, the results indicated significant variations in pigment concentrations, especially concerning the seasons of the year, compared to the algal strains. It was observed that autumn and spring, for both strains, were clustered in the PCA, indicating that these seasons positively influence pigment content. For MAAs, higher levels were observed during cultivation in spring and summer for both strains. Among the strains, it was observed that the greatest distinction occurred in the phycobiliproteins. Phycoerythrin stood out in the red strain, while the green strain showed higher concentrations of phycocyanin and allophycocyanin. The results reveal the impact of climatic factors on the metabolism of pigments and MAAs in K. alvarezii, suggesting that the production of these compounds can be optimized according to seasonality and, in some cases, strain.

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Author Biographies

  • Isabella Feijão de Araujo, Universidade Federal de Santa Catarina

    Atualmente é graduanda do curso de Agronomia na Universidade Federal de Santa Catarina (2023 - atual, UFSC). Foi bolsista PIBIC no Laboratório de Metabolômica e Bioquímica Aplicada (LMBA), trabalhando com análise de pigmentos de macroalga. Voluntária no Laboratório de Metabolômica e Bioquímica Aplicada (LMBA) com orientação do professor Marcelo Maraschin, no Centro de Ciências Agrárias (CCA) da UFSC.

  • Aline Nunes, Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho"

    Possui graduação em Ciências Biológicas pelo Centro Universitário Unifacvest (2016). Mestre em Produção Vegetal na linha de pesquisa de Proteção de Plantas e Agroecologia pela Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC - 2019, bolsista UNIEDU). Doutora em Biotecnologia e Biociências pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC - 2023, bolsista CAPES). Pós-doutoranda na Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (UNESP), sendo bolsista pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). Tem experiência em compostos bioativos, metabolômica e quimiometria.

  • Lohan Rodrigues Brandão Santos, Universidade Federal de Santa Catarina

    Cursou Técnico Agrícola integrada ao Ensino Médio (2019 - 2021, ETEC- CPS). Atualmente é graduando em Agronomia na Universidade Federal de Santa Catarina (2023 - atual, UFSC). Voluntário no Laboratório de Morfogênese e Bioquímica Vegetal (LMBV) com orientação do professor Marcelo Maraschin, no Centro de Ciências Agrárias (CCA) da UFSC, trabalhando com composto bioativo provenientes de macroalga.

  • Alex Ricardo Schneider, Universidade Federal de Santa Catarina

    Químico licenciado, mestre em Química na área de concentração de química orgânica pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e doutor em Biotecnologia pela Universidade de Caxias do Sul, em parceria com a UFSC. Realizou doutorado sanduíche por 7 meses na Universidade de Aveiro, em Portugal, vinculado ao programa PDSE da CAPES, onde desenvolveu métodos extrativos, análises e quantificação de compostos de interesse bioquímico da macroalga Kappaphycus alvarezii por UV-Vis e HPLC-MS. Possui experiência em síntese de pequenas moléculas orgânicas contendo calcogênios, extração de metabólitos primários e secundários de biomassa marinha, quantificação e caracterização desses compostos. Tem prática em cromatografia gasosa com ênfase na análise de lipídios e ácidos graxos, bem como sua derivatização. Possui também conhecimento em UV-Vis e IV para detecção de compostos colorimétricos presentes em organismos marinhos, como ficobiliproteínas, clorofilas e micosporinas. Em HPLC, tem experiência na detecção e quantificação de aminoácidos em matrizes de origem marinha.

  • Giuseppina Pace Pereira Lima, Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho"

    Possui graduação em Engenharia Agronômica pela Universidade de Taubaté, mestrado em Ciências Biológicas (Botânica - Fisiologia Vegetal) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho e doutorado em Ciências Biológicas (Botânica - Bioquimica e Fisiologia Vegetal) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho. Atualmente é professora Titular em Bioquímica Vegetal (concurso público) da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho. Tem experiência na área de Bioquímica de Plantas e por afinidade atua em Bioquímica Pós-Colheita, analisando conteúdo de moléculas bioativas, incluindo enzimas e outros antioxidantes.

  • Marcelo Maraschin, Universidade Federal de Santa Catarina

    Marcelo Maraschin (Bolsista Produtividade Pesquisa 1B - CNPq). Graduado em Engenharia Agronômica (UFSC, 1986), com mestrado em Fisiologia de Plantas (UFRGS, 1988) e Doutorado em Bioquímica (UFPR/Leiden University-Leiden, NL-1998). No período 2005-2006 realizou pós-doutoramento na Universidade de Aveiro (Aveiro, Portugal - Depto de Química) na área de ressonância magnética nuclear e técnicas hifenadas (LC-NMR). Em 2012, concluiu um segundo pós-doutoramento em Bioinformática, junto ao Departamento de Informática da Escola de Engenharia da Universidade do Minho (Braga, Portugal). Em 2015, realizou um terceiro pós-doutoramento na área de Bioinformática aplicada à Metabolômica junto à Instituição portuguesa. É professor titular da Universidade Federal de Santa Catarina, coordenou o Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências daquela universidade no triênio 2013/2015. Atuou como coordenador de programas de pós-graduação - modalidade profissional - na área de Biotecnologia CAPES, no período de 2018 a 2022. Atualmente, é membro do comitê científico do Centro Internacional de Engenharia Genética e Biotecnologia (CIEGB), supervisor do Laboratório de Morfogênese e Bioquímica Vegetal - UFSC, coordena o grupo de pesquisa em Análise Orgânica Instrumental, Bioprospecção e Metabolômica Vegetal e é pesquisador associado do grupo NANOBIOMAT - Bioactive Nanofibers for Natural Compounds Delivery. O foco de sua linha de pesquisa considera o uso de ferramentas analíticas (RMN, LC, GC, FTIR, MS, UV-vis) e técnicas de bioinformática (machine learning and data mining) na investigação do metaboloma e do potencial de espécies terrestres e marinhas como fontes de compostos de interesse biotecnológico. É membro de grupos de pesquisas em nanotecnologia (NanoBiomat), biologia de sistemas e consultor de empresas para o desenvolvimento de produtos e processos de natureza bio(nano)tecnológica.

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28/11/2025

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