Characterization of fatty acids in marine macroalgae by GC-MS

Abstract

The main objective of the study was to identify and quantify the fatty acids present in three distinct lipid fractions, namely neutral lipids, free fatty acids and polar lipids, in the macroalgae; Alaria esculenta, Saccharina latissima and Palmaria palmata. Seaweeds have long since been a part of staple diet in several East-Asian countries but have only just gained popularity in the West, both as food and for the extraction of valuable compounds utilized in industrial production. Biologically important compounds found in macroalgae, such as polysaccharides, proteins, lipids and polyphenols, suggest that incorporating seaweed into human diet could be beneficial for health. With an exponentially increasing population worldwide, securing renewable sources for food are more important than ever. Thus, macroalgae can potentially be utilized in food and feed to a greater extent in the coming decades.

The fatty acid profiles of all lipid fractions in the three species were identified and quantified by the use of gas chromatography coupled to a multisector mass spectrometer with EBE-geometry. The analytical method utilized in the study had previously been established, tested and validated in the laboratories at the group for chemistry of natural products and organic analytical chemistry at our university. The lipids extracted from the macroalgae were fractioned into neutral lipids, free fatty acids and polar lipids using off-line SPE. The fatty acids were then derivatized into fatty acid methyl esters prior to analysis by GC-MS.

The amounts of mono-, and polyunsaturated fatty acids relative to saturated fatty acids and the ratios of n-6/n-3 fatty acids, as well as the presence of important dietary fatty acids such as; linoleic acid, α-linolenic acid, stearidonic acid, arachidonic acid and eicosapentaenoic acid, were subsequently subjected to discussion to evaluate the potential of each species as human food, and effects they may have on human health.

Hovedmålet med denne studien var å identifisere og kvantifisere fettsyrene tilstede i tre distinkte fraksjoner, henholdsvis, nøytrale lipider, frie fettsyrer og polare lipider, i makroalgene; Alaria esculenta, Saccharina latissima og Palmaria palmata. Tang har allerede lenge vært et fast innslag i dietten i flere øst-asiatiske land men har bare nettopp blitt populært i vest kosthold kan være gunstig for helsen. Med en eksponentiell populasjonsvekst verden over er sikring av fornybare kilder til mat viktigere enn noen gang. Derfor kan makroalger potensielt utnyttes i en større grad til mat og fòr i de kommende tiårene. Fettsyreprofilene til alle lipid fraksjonene i de tre artene ble identifisert og kvantifisert ved bruk av en gasskromatograf koplet til et multisektor massespektrometer med EBE-geometri. Den analytiske metoden tatt i bruk har tidligere blitt etablert, testet og validert i laboratoriene for gruppen for naturstoffkjemi og organisk analytisk kjemi ved vårt universitet. De ekstraherte makroalgelipidene ble fraksjonert i nøytrale lipider, frie fettsyrer og polare lipider ved bruk av fast-faseekstraksjon. Fettsyrene ble så derivatisert videre til fettsyremetylestere før analyse med gasskromatografi-massespektroskopi. Mengden av en-, og flerumettede fettsyrer relativt til mengden mettede fettsyrer og forholdet mellom n-6/n-3 fettsyrer, i tillegg til forekomsten av viktige kostholds fettsyrer som; linolsyre, α-linolensyre, stearidonsyre, arakidonsyre og eikosapentaensyre ble i etterkant benyttet i diskusjonen for å evaluere potensialet til hver art som menneskelig føde, og effekten de kan ha på human helse.