Marine natural products from unexplored seaweeds of the Venice Lagoon

Marine macroalgae are recognized as valuable sources of bioactive compounds with potential applications in nutraceutical, pharmaceutical, biomedical and environmental fields. This thesis aimed to provide a comprehensive characterization of four macroalgal species collected from the Venice Lagoon: Codium fragile, Chaetomorpha linum, Agardhiella subulata and Hypnea flexicaulis. The nutritional and chemical profiles of these species were investigated through the analysis of proximate composition, including proteins, lipids, carbohydrates, moisture, ash content and metabolic energy, together with mineral composition and heavy metal assessment. Pigments, phycobiliproteins and fatty acid profiles were also characterized to evaluate the biochemical diversity of the selected macroalgae. Furthermore, extracts obtained from the different species were analyzed through metabolomic and lipidomic approaches and evaluated for their biological potential through antioxidant assays and enzyme inhibition tests against acetylcholinesterase, butyrylcholinesterase, α-glucosidase, α-amylase, lipase and tyrosinase. The results provided insights into the nutritional value, chemical composition and bioactive potential of Venice Lagoon macroalgae, highlighting their possible exploitation as sources of valuable compounds for biotechnological applications. Additionally, their ability to accumulate environmental elements suggests their potential use in ecological monitoring and ecosystem assessment. Overall, this study contributes to the valorization of underexplored marine resources and supports the sustainable exploitation of macroalgae from transitional coastal environments.

Le macroalghe marine rappresentano una fonte promettente di composti bioattivi con possibili applicazioni nei settori nutraceutico, farmaceutico, biomedico e ambientale. Questa tesi ha avuto l’obiettivo di fornire una caratterizzazione completa di quattro specie di macroalghe raccolte nella Laguna di Venezia: Codium fragile, Chaetomorpha linum, Agardhiella subulata e Hypnea flexicaulis. Il profilo nutrizionale e chimico delle specie selezionate è stato valutato mediante l’analisi della composizione prossimale, comprendente proteine, lipidi, carboidrati, umidità, ceneri e valore energetico metabolizzabile, insieme alla determinazione del contenuto minerale e dei metalli pesanti. Sono stati inoltre caratterizzati pigmenti, ficobiliproteine e profili di acidi grassi al fine di approfondire la diversità biochimica delle macroalghe analizzate. Gli estratti ottenuti sono stati successivamente studiati attraverso approcci metabolomici e lipidomici e valutati per il loro potenziale biologico mediante saggi di attività antiossidante e test di inibizione enzimatica nei confronti di acetilcolinesterasi, butirrilcolinesterasi, α-glucosidasi, α-amilasi, lipasi e tirosinasi. I risultati hanno evidenziato il valore nutrizionale, la ricchezza chimica e il potenziale bioattivo delle macroalghe della Laguna di Venezia, sottolineandone le possibili applicazioni biotecnologiche. Inoltre, la loro capacità di accumulare elementi ambientali suggerisce un possibile utilizzo nel monitoraggio ecologico e nella valutazione dello stato degli ecosistemi. Questo studio contribuisce alla valorizzazione di risorse marine ancora poco studiate e alla promozione di un utilizzo sostenibile delle macroalghe provenienti da ambienti costieri di transizione.