Isolation, quantification and incorporation of violacein into lipid bilayers

Abstract

Violacein, is a pigment that constitutes a product of the secondary metabolism of the bacteria. It is still unclear the reason of its production from the bacteria, but it is a common belief that the main suspect is the stress conditions that the bacteria are fac-ing. The aims of our subject, were the quantification of violacein produced by Jan-thinobacteium livindum under various caltivation conditions and the encapsulation of the products in lipid bilayers with the further ambition to estimate the potential of their incorporation in foods. In this later stage we studied the stability of nanostruc-tures with violacein in different pH conditions. In our research violacein was produced from the bacterium Janthinobacteium livindum. This bacterium was stated that produces not only violacein but also deox-yviolacein, with the analogy as stated 85% violacein and 15% deoxyviolacein (Choi et. al., 2015a). The substance was dissolved in ethanol, then the samples were divided by the day that where taken, but with no consistent pattern. Then the samples were characterized by the HPLC according to the Rodrigues’ (2012) method. Following that, the substance samples were encapsulated into phospholipids’ nanostructures. Two types of lipids were used: L-α-phosphatidylcholine, hydrogenat-ed soy, (HSPC) and 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine, (DPPC). Their thermal stability was studied with Differential Scanning Calorimetry (DSC). The purpose of this work was to map the behavior of nanostructures in different acidity. Because, it is crucial to have the knowledge if the acidity is an obstacle in or-der to apply these nanostructures in the food systems. Something that does not apply in this case, by the results of the DSC which showed that the structures were stable regardless the modulation of acidity.

Αντικείμενο της συγκεκριμένης μελέτης αποτελεί η βιολασεΐνη. Μια ουσία που αποτελεί προϊόν του δευτερογενή μεταβολισμού των βακτηρίων. Ακόμη δεν έχει α-ποσαφηνιστεί ο λόγος που παράγεται αυτή η ουσία από τα συγκεκριμένα βακτήρια, παρόλα αυτά ως κύριος υπεύθυνος μπορούν να θεωρηθούν οι συνθήκες stress στις ο-ποίες υπόκεινται τα βακτήρια. Σκοπός της συγκεκριμένης έρευνας είναι η ποσοτικοποίηση της βιολασεΐνης που παράχθηκε από το βακτήριο Janthinobacteium livindum κάτω από διαφορετικές συν-θήκες καλλιέργειας και η ενσωμάτωσή τους σε λιπιδικές διπλοστοιβάδες με την φι-λοδοξία να δούμε την πιθανή τοποθέτησή τους σε τρόφιμα. Σε επόμενο στάδιο της έρευνας έπρεπε να μελετηθεί η σταθερότητα των νανο-δομών με τη συγκεκριμένη ουσία σε διαφορετικές συνθήκες οξύτητας (pH). Στην ερευνά μας η ουσία παράχθηκε από το βακτήριο Janthinobacteium livindum. Για το συγκεκριμένο βακτήριο παρατηρήθηκε ότι η μωβ ουσία δεν περιέχει μόνο την ουσία βιολασεΐνη αλλά την συνοδεύει και η ουσία δεόξυ-βιολασεΐνη με αναλογία ό-πως αναφέρεται στη βιβλιογραφία 85% βιολασεΐνη και 15% δεόξυ-βιολασεΐνη (Choi et. al., 2015a). Η ουσία ήταν διαλυμένη σε διάλυμα αιθανόλης τα δείγματα διαχωρίζονταν και κατά μέρα που είχαν ληφθεί, χωρίς όμως να υπάρχει κάποιο σταθερό μοτίβο. Έπειτα τα δείγματα χαρακτηρίστηκαν με τη χρήση της HPLC σύμφωνα με τη μέ-θοδο Rodrigues (2012). Στην συνέχεια ακολούθησε η ενσωμάτωση δειγμάτων της ουσίας με φωσφολιπί-δια προκείμενου να προκύψουν οι νανο-δομές. Χρησιμοποιήθηκαν δύο είδη λιπιδίων τα: L-α-phosphatidylcholine, hydrogenated soy, (HSPC) και 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine, (DPPC), τα οποία και μελετήθηκαν με τη βοήθεια της Δια-φορική Θερμιδομετρία Σάρωσης (DSC), για τη θερμική τους συμπεριφορά. Αυτό έγινε με σκοπό να γίνει μια χαρτογράφηση της συμπεριφοράς των νανο- δο-μών σε διαφορετικές τιμές οξύτητας, επειδή είναι βασικό να φανεί εάν είναι εμπόδιο η οξύτητα στο να εφαρμοστούν οι νανο- δομές αυτές στα τρόφιμα. Κάτι που όπως απο-δείχθηκε δεν ισχύει μιας και τα αποτελέσματα της DSC έδειξαν ότι οι δομές συγκρα-τούνται άσχετα από τη διαφοροποίηση της οξύτητας.