Effect of microwave-assisted treatment on the composition of spray-dried Porphyridium cruentum extract

Abstract

Introduction. Microalgae are a valuable source of natural products with bioactive properties, with applications in biomedicine, the pharmaceutical industry, nutrition, and cosmetics. Among them, the red microalga Porphyridium cruentum is notable for its high content of biomolecules with antioxidant, anti-inflammatory, and immunomodulatory effects. Efficient extraction and preservation methods are essential to optimize the use of these biomolecules. Material and methods. Biomass from Porphyridium cruentum was treated with microwaves (MW) at 180 W, 300 W, and 450 W for 10, 20, and 30 seconds, followed by aqueous extraction at 80 °C. The resulting extracts were spray-dried into powders at 100 °C. Both aqueous extracts and powders were analyzed for their composition (proteins, carbohydrates, phenolic compounds) and antioxidant activity. Results Moderate microwave treatment (180 W for 20–30 seconds) enhanced the extraction of proteins and carbohydrates while preserving high antioxidant activity. The resulting powders retained up to 90.96% of proteins, 95.81% of carbohydrates, and 74.91% of phenolic compounds, with only minimal losses in antioxidant activity after six months of storage. Conclusions These findings demonstrate that microwave treatment of Porphyridium cruentum biomass, followed by aqueous extraction and spray drying, is an effective strategy for obtaining and preserving microalgal bioactive compounds. This approach supports their potential applications in the pharmaceutical, nutraceutical, and cosmetic fields.

Introducere. Microalgele reprezintă o sursă valoroasă de produse naturale cu proprietăți bioactive, având aplicații în biomedicină, industria farmaceutică, nutriție și cosmetică. Microalga roșie Porphyridium cruentum se remarcă prin conținutul său bogat în biomolecule cu efecte antioxidante, antiinflamatoare și imunomodulatoare. Pentru valorificarea optimă a acestor biomolecule, este esențială aplicarea unor metode eficiente de extracție și conservare. Material și metode Biomasa de Porphyridium cruentum a fost tratată cu microunde (MW) la 180W, 300W și 450W pe durata a 10, 20 si 30 sec, apoi supusă extracției hidrice la 80°C. Pulberile au fost obținute prin atomizare la 100°C. În extractele hidrice si in pulberile obținute s-a evaluat compoziția bioactivă (proteine, carbohidrați, compuși fenolici) și activitatea antioxidantă (teste ABTS și DPPH). Rezultate Tratamentul moderat cu microunde (180W timp de 20–30 sec) a favorizat extracția proteinelor și carbohidraților, menținând o activitate antioxidantă ridicată. Pulberile obținute au păstrat până la 90.96% din proteine, 95.81% din carbohidrați și 74.91% din compușii fenolici, cu pierderi minore ale activității antioxidante, după șase luni de păstrare. Concluzii. Rezultatele cercetării demonstrează că tratamentul biomasei de Porphyridium cruentum cu microunde, urmat de extracția hidrică și uscarea extractului prin pulverizare, reprezintă o strategie eficientă pentru obținerea și conservarea compușilor bioactivi microalgali, facilitând utilizarea acestora în domeniul farmaceutic, nutraceutic și cosmetic.