Algal chemodiversity and bioactivity: sources of natural variability and implications for commercial application

Resumo

Há um interesse recente significativo na utilização comercial de algas com base nos seus valiosos constituintes químicos, muitos dos quais exibem múltiplas bioatividades com aplicações nos setores alimentar, cosmético, agrícola e hortícola e na saúde humana. Os compostos de particular interesse comercial incluem pigmentos, lípidos e ácidos gordos, proteínas, polissacáridos e fenólicos, que apresentam uma diversidade considerável entre e dentro dos táxons. A composição química das populações naturais de algas é ainda influenciada por mudanças espaciais e temporais nos parâmetros ambientais, incluindo luz, temperatura, nutrientes e salinidade, bem como interações bióticas. Como as bioatividades relatadas estão intimamente ligadas a compostos específicos, é importante compreender e ser capaz de quantificar a diversidade e variabilidade química existente. Esta revisão descreve a diversidade taxonômica, ecológica e química entre e dentro de diferentes grupos de algas e as implicações para a utilização comercial de algas de populações naturais. A diversidade bioquímica e a complexidade de tipos de compostos comercialmente importantes e seu controle ambiental e de desenvolvimento são abordados. É provável que tal conhecimento ajude a alcançar níveis mais elevados e consistentes de bioatividade em amostras naturais e possa permitir a colheita seletiva de acordo com as espécies de algas e as condições ambientais locais para diferentes grupos de compostos.
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Abstract

There has been significant recent interest in the commercial utilisation of algae based on their valuable chemical constituents many of which exhibit multiple bioactivities with applications in the food, cosmetic, agri- and horticultural sectors and in human health. Compounds of particular commercial interest include pigments, lipids and fatty acids, proteins, polysaccharides and phenolics which all display considerable diversity between and within taxa. The chemical composition of natural algal populations is further influenced by spatial and temporal changes in environmental parameters including light, temperature, nutrients and salinity, as well as biotic interactions. As reported bioactivities are closely linked to specific compounds it is important to understand, and be able to quantify, existing chemical diversity and variability. This review outlines the taxonomic, ecological and chemical diversity between, and within, different algal groups and the implications for commercial utilisation of algae from natural populations. The biochemical diversity and complexity of commercially important types of compounds and their environmental and developmental control are addressed. Such knowledge is likely to help achieve higher and more consistent levels of bioactivity in natural samples and may allow selective harvesting according to algal species and local environmental conditions for different groups of compounds.