Seaweeds are organisms which live in oceans and seas. They have ability to perform photosynthesis and feed many species of aquatic organisms. Macroalgae, which can be divided by characteristic colors in: Red algae (Phylum Rhodopyta), Green algae (Phylum Chlorophyta) and Brown algae (Class Phaeophyceae). Seaweeds are used for centuries by Asians as an important part of their diet, and also as source of compounds to Pharmaceutical and Cosmetic industries. The Brazilian Northeastern has a large coastal area; it possesses several forms of marine organisms especially for being in a Tropical hot water zone. Based on the importance of macroalgae, a chemical study was conducted using five species of algae (Bryothamnion seaforthii; Colpomenia sinuosa; Dictyosphaeria versluysii, Digenea simplex and Galaxaura rugosa) to prepare methanolic extracts and sequential fractions. 72 substances were identified using the GC-MS technique under the following operation conditions: helium as the carrier gas; 1.52 mL/min flow rate; oven temperature 60 º (25 ºC/min 300 ºC, heating rate); Splitless; injected volume 1 μL; solvent cutting 3 minutes. The mass spectra were obtained in the same equipment by electron impact ionization (EI) at 70 eV; and the ion source was maintained at 300 ° C. Hexadecanoic acid, in all fractions; 1-isopropyl-1,3,4-trimethyl-cyclohexane, 1,4-diisopropyl-cyclohexane and isopentyl decanoate, first identified in seaweeds; several esters, hydrocarbons and fatty acids can be mentioned as identified substances. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Alga é uma forma de vida que vive em oceanos e mares e possui a capacidade de realizar fotossíntese e servir de alimento e/ou abrigo para muitas espécies de organismos aquáticos. As macroalgas, que podem ser divididas pela cor característica que possuem, em algas vermelhas (Filo Rhodophyta), verdes (Filo Chlorophyta) e pardas (Classe Phaeophyceae), são utilizadas pelos orientais como parte importante de sua alimentação há vários séculos, além de utilizá-las como fonte de produtos farmacêuticos e da indústria de cosméticos. O nordeste brasileiro possui uma vasta área litorânea e costeira sendo rico em diversas formas de vida marinha, principalmente por estar em uma zona tropical de águas quentes. Com base na importância destas macroalgas, foi realizado um estudo químico de cinco espécies de algas, Bryothamnion seaforthii, Colpomenia sinuosa, Dictyospharia versluysii, Digenea simplex e Galaxaura rugosa, através de extratos metanólicos e frações. A técnica de cromatografia gasosa acoplada à espectroscopia de massas foi utilizada com as seguintes condições de operação: hélio como gás de arraste; velocidade do fluxo, 1,52 mL/min; a temperatura inicial do forno foi 60 ºC, com uma taxa de aquecimento de 25 ºC/min até 300 ºC; “Splitless”, como modo de injeção; 1 μL de volume injetado; e corte do solvente em 3 minutos. O tempo total de corrida foi 25 minutos. Os espectros de massas foram obtidos no mesmo equipamento, através de ionização por impacto de elétrons (EI) de 70 eV; e a fonte de íons foi mantida a 300 ºC. Desse modo foram identificadas 72 substâncias, dentre as quais podem ser citadas: ácido hexadecanoico, presente em todas as frações; os hidrocarbonetos 1-isopropil-1,3,4-trimetilcicloexano, 1,4-di-isopropilcicloexano e decanoato de isopentila, identificados pela primeira vez em algas; além de diversos ésteres, hidrocarbonetos e ácidos graxos.

The in origin intertidal marine brown alga Fucus vesiculosus L. grow permanently sublittoral in the brackish Bothnian Sea, side by side with the recently discovered F. radicans L. Bergström et L. Kautsky. Environmental conditions like salinity, light and temperature are clearly different between F. vesiculosus growth sites in the Bothnian Sea (4-5 practical salinity units, psu; part of the Baltic Sea) and the tidal Norwegian Sea (34-35 psu; part of the Atlantic Ocean). The general aims of this thesis were to compare physiological aspects between the marine ecotype and the brackish ecotype of F. vesiculosus as well as between the two Bothnian Sea species F. vesiculosus and F. radicans. The result in the study indicates a higher number of water soluble organic compounds in the marine ecotype of F. vesiculosus compared to the brackish ecotype. These compounds are suggested to be compatible solutes and be due to an intertidal and sublittoral adaptation, respectively; where the intertidal ecotype needs the compounds as a protection from oxygen radicals produced during high irradiation at low tide. The sublittoral ecotype might have lost the ability to synthesize these compound/compounds due to its habitat adaptation. The mannitol content is also higher in the marine ecotype compared to the brackish ecotype of F. vesiculosus and this is suggested to be due to both higher level of irradiance and higher salinity at the growth site. 77 K fluorescence emission spectra and immunoblotting of D1 and PsaA proteins indicate that both ecotypes of F. vesiculosus as well as F. radicans have an uneven ratio of photosystem II/photosystem I (PSII/PSI) with an overweight of PSI. The fluorescence emission spectrum of the Bothnian Sea ecotype of F. vesiculosus however, indicates a larger light-harvesting antenna of PSII compared to the marine ecotype of F. vesiculosus and F. radicans. Distinct differences in 77 K fluorescence emission spectra between the Bothnian Sea ecotype of F. vesiculosus and F. radicans confirm that this is a reliable method to use to separate these species. The marine ecotype of F. vesiculosus has a higher photosynthetic maximum (Pmax) compared to the brackish ecotype of F. vesiculosus and F. radicans whereas both the brackish species have similar Pmax. A reason for higher Pmax in the marine ecotype of F. vesiculosus compared to F. radicans is the greater relative amount of ribulose-1.5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco). The reason for higher Pmax in marine ecotype of F. vesiculosus compare to the brackish ecotype however is not due to the relative amount of Rubisco and further studies of the rate of CO2 fixation by Rubisco is recommended. Treatments of the brackish ecotype of F. vesiculosus in higher salinity than the Bothnian Sea natural water indicate that the most favourable salinity for high Pmax is 10 psu, followed by 20 psu. One part of the explanation to a high Pmax in 10 psu is a greater relative amount of PsaA protein in algae treated in 10 psu. The reason for greater amount of PsaA might be that the algae need to produce more ATP, and are able to have a higher flow of cyclic electron transport around PSI to serve a higher rate of CO2 fixation by Rubisco. However, studies of the rate of CO2 fixation by Rubisco in algae treated in similar salinities as in present study are recommended to confirm this theory. / Fucus vesiculosus L. (Blåstång) är en brunalg som i huvudsak växer i tidvattenzonen i marint vatten men arten klarar också att växa konstant under ytan i det bräckta Bottenhavet. Norska havet och den del av Bottenhavet, där algerna är insamlade i denna studie, har salthalterna 34-35 psu (praktisk salthaltsenhet) respektive 4-5 psu. F. radicans L. Bergström et L. Kautsky (Smaltång) är en nyligen upptäckt art (2005) som har utvecklats i Bottenhavet. F. radicans och Bottenhavets ekotyp av F. vesiculosus växer sida vid sida och har tidigare ansetts vara samma art. Sett till hela Östersjön, så ändras ytans salthalt från 25 till 1-2 psu mellan Östersjöns gräns mot Kattegatt och norra Bottenviken. Den låga salthalten i Östersjön beror på det höga flödet av sötvatten från älvarna och på ett litet inflödet av saltvatten i inloppet vid Kattegatt. Salthaltsgradienten är korrelerad med antalet arter som minskar med minskad salthalt. Östersjön är ett artfattigt hav och de arter som finns är till stor del en blandning av söt- och saltvattenarter. Det finns bara ett fåtal arter som är helt anpassade till bräckt vatten och F. radicans är en av dem. Exempel på miljöskillnader för F. vesiculosus i Norska havet och i Bottenhavet är salthalten, tidvattnet, ljuset och temperaturen. Tidvattnet i Norska havet gör att algerna växlar mellan att vara i vattnet och på land, vilket utsätter algerna för stora ljusskillnader, snabba och stora temperaturväxlingar samt även torka. De alger som växer i Bottenhavet har däremot en jämnare och lägre temperatur, istäcke på vintern och mindre tillgång på ljus eftersom de alltid lever under vattenytan. Skillnaderna i miljön mellan växtplatserna leder till skillnader i fysiologiska anpassningar. Anledningen till att F. vesiculosus och F. radicans valdes som studieobjekt i denna avhandling är att de är viktiga nyckelarter i Bottenhavet. F. vesiculosus och F. radicans är de enda större bältesbildande alger som finns i det artfattiga ekosystemet och de används därför flitigt som mat, gömställe, parningsplats och barnkammare för t.ex. fisk. Att de är nyckelarter gör det angeläget att försöka förstå hur algerna är anpassade och hur de reagerar på miljöförändringar för att få veta hur de kan skyddas och bevaras. F. radicans inkluderades även för att se hur en naturlig art i Bottenhavet är anpassad i jämförelse med den invandrade F. vesiculosus. Marin F. vesiculosus inkluderades för att vara en artreferens från artens naturliga växtplats. Studien visar att det finns fler vattenlösliga organiska substanser (finns vissa organiska substanser som har en proteinskyddande funktion) i den marina ekotypen av of F. vesiculosus än i Bottenhavets ekotyp. Anledningen till detta föreslås vara en anpassning till att växa i tidvattenzonen. Vid lågvatten utsätts F. vesiculosus från Norska havet för starkt ljus, uttorkning, och snabba temperatur- växlingar vilket gör att den kan behöva dessa organiska substanser som skydd mot fria syreradikaler som bildas under lågvattenexponeringarna. F. vesiculosus från Bottenhavet har troligen mist förmågan att syntetisera dessa substanser på grund av anpassning till att hela tiden växa under ytan. Mängden mannitol (socker) är högre i den marina ekotypen av of F. vesiculosus än i Bottenhavets ekotyp. Detta föreslås bero på högre fotosyntetiskt maximum i F. vesiculosus från Norska havet jämfört med ekotypen från Bottenhavet. Skillnaden i fotssyntetiskt maximum är bland annat kopplat till ljus- och salthaltskillnaden på algernas växtplatser. Denna teori styrks av att både fotosyntesen och halten av mannitol ökar i Bottenhavets ekotyp när den behandlas i högre salthalt. Studien visar även att båda ekotyperna av F. vesiculosus samt F. radicans har ett ojämnt förhållande mellan fotosystem II och I (PSII och PSI) med en dominans av PSI. Denna slutsats är baserad på fluorescens emissions mätningar vid 77 K (-196 °C) och mätning av den relativa mängden D1 protein (motsvarar PSII) och PsaA protein (motsvarar PSI). F. vesiculosus från Bottenhavet visar ett emission spektrum som pekar mot en jämnare fördelning av PSII och PSI jämfört med den marina ekotypen och F. radicans. Detta stämmer dock inte med förhållandet mellan D1/PsaA som indikerar att alla tre har mer PSI än PSII. Förklaringen till avvikelsen mellan metoderna antas vara att F. vesiculosus från Bottenhavet har större ljus-infångande antennpigment än marin F. vesiculosus och F. radicans. De tydliga skillnaderna i 77 K fluorescens emission spektra mellan Bottenhavets F. vesiculosus och F. radicans visar att denna metod kan användas som säker artidentifiering. Den marina ekotypen av F. vesiculosus har högre fotosyntetiskt maximum än de båda arterna från Bottenhavet. Mätningar av den relativa mängden av enzymet Rubisco, viktigt för upptaget av koldioxid hos växter och alger, visar att mängden enzym är en sannolik förklaring till skillnaden i fotosyntetiskt maximum mellan den marina ekotypen av F. vesiculosus och F. radicans och detta är troligen en normal artskillnad. Mängden Rubisco kan dock inte förklara skillnaden i fotosyntetiskt maximum mellan de båda ekotyperna av F. vesiculosus. För att undersöka vad skillnaden mellan dessa två beror på så föreslås istället mätningar av Rubisco’s koldioxidfixeringshastighet. Det är en ökning av fotosyntetiskt maximum i Bottenhavets ekotyp av F. vesiculosus när den behandlas i högre salthalt (10, 20 och 35 psu) och det högsta fotosyntetiska maximumet uppmättes i alger som behandlats i 10 psu. Denna ökning beror inte på ökning i den relativa mängden av Rubisco. Ökningen i fotosyntesen speglas dock av en ökning av den relativa mängden PsaA. Detta antas bero på att det behövs mer energi i form av ATP och att en ökning av detta kan ske på grund av att mer PsaA kan driva den cykliska elektrontransporten i fotosyntesreaktionen. Ökat behov av ATP antas bero på en ökning av Rubisco aktiviteten men mätning av aktiviteten krävs för att bekräfta detta.

Brown macroalgae or brown seaweed is a promising source of ethanol that may avoid the challenges of arable land use, water use, lignin content, and the food vs. fuel debate associated with first generation and cellulosic ethanol sources; however, this promise is challenged by seaweed’s high water content, high ash content, and natural composition fluctuations. Notably, lifecycle studies of seaweed ethanol are lacking in the literature. To address this gap, a well-to-wheel model of ethanol production from farmed brown seaweed was constructed and applied to the case of Saccharina latissima farming in British Columbia (BC), Canada, to determine energy return on energy invested (EROI), carbon intensity (CI), and near shore seaweed farming production potential for seaweed ethanol and to examine the production cost of seaweed ethanol. Seaweed farming and ethanol production were modeled based on current BC farming methods and the dry grind corn ethanol production process; animal feed was included as an ethanol co-product, and co-product credits were considered. A seaweed ethanol yield calculation tool that accounts for seaweed composition was proposed, and a sensitivity study was done to examine case study data assumptions. In the case study, seaweed ethanol had lower CI than sugarcane, wheat, and corn ethanol at 10.1 gCO2e/MJ, and it had an EROI comparable to corn ethanol at 1.78. Seaweed ethanol was potentially profitable due to significant revenue from animal feed sales; however, the market for seaweed animal feed was limited by the feed’s high sodium content. Near shore seaweed farming could meet the current demand for ethanol in BC, but world near shore ethanol potential is likely an order of magnitude lower than world ethanol production and two orders of magnitude lower than world gasoline production. Composition variation and a limited harvest season make solar thermal or geothermal seaweed drying and storage necessary for ethanol production in BC. Varying seaweed composition, solar thermal drying performance, co-product credits, the type of animal feed produced, transport distances, and seaweed farming performance in the sensitivity study gave an EROI of over 200 and a CI of -42 gCO2e/MJ in the best case and an EROI of 0.64 and CI of 33 gCO2e/MJ in the worst case. Co-product credits and the type of animal feed produced had the most significant effect overall, and the worst cases of seaweed composition and solar thermal seaweed drying system performance resulted in EROI of 0.64 and 1.0 respectively. Brown seaweed is concluded to be a potentially profitable source of ethanol with climate benefits that surpass current ethanol sources; however, additional research into seaweed animal feed value, co-product credits, large scale seaweed conversion, and the feasibility of solar thermal or geothermal seaweed drying is required to confirm this conclusion. / Graduate

En el presente trabajo de investigación se analizan todos los aspectos necesarios para iniciar un proyecto de negocio basado en la elaboración y comercialización de productos de cuidado personal hechos a base de algas pardas, mayormente conocido como sargazo. Este insumo brinda colágeno, hidrata y contiene vitaminas beneficiosas para la piel, por lo que es adecuado recibir sus nutrientes a través de productos de uso rutinario. Actualmente, el mercado de productos de higiene y cuidado personal se encuentra en crecimiento por la situación actual de la pandemia del COVID-19, por lo que la población ha priorizado el consumo de productos que le aseguren limpieza y cuidado. Adicionalmente, ya existía una tendencia a utilizar productos que contengan insumos naturales para el cuidado de la piel, por lo que un negocio con estas características tiene valor agregado frente a las otras empresas del mercado actual en Perú. A partir de las situaciones planteadas nace Aurora, negocio de productos de cuidado personal hechos a base de algas pardas en presentación de jabón y crema hidratante. Aurora cubre las necesidades de este tipo de productos de los usuarios de nivel socioeconómico A/B y C de las zonas 6 y 7 de Lima Metropolitana. Se estima que su tamaño de mercado inicialmente es de 432 649 personas, con un crecimiento anual del 6%. Para el inicio de sus operaciones se necesita una inversión inicial de S/ 14 869,26, la cual le permitirá adquirir los recursos necesarios para la producción y comercialización del producto. / This research work analyzes all the necessary aspects to start a business project based on the development and commercialization of personal care products made from brown algae, mostly known as sargassum. This input provides collagen, hydrates and contains beneficial vitamins for the skin, so it is appropriate to receive its nutrients through products for routine use. Currently, the market for hygiene and personal care products is growing due to the current situation of the COVID-19 pandemic, so the population has prioritized the consumption of products that ensure cleanliness and care. Additionally, there was already a tendency to use products that contain natural ingredients for skin care, so a business with these characteristics has added value compared to other companies in the current market in Peru. From the situations raised, Aurora was born, a business of personal care products made from brown algae in a presentation of soap and moisturizer. Aurora covers the needs of this type of product for users of socioeconomic levels A / B and C in zones 6 and 7 of Metropolitan Lima. It is estimated that its market size initially is 432 649 people, with an annual growth of 6%. An initial investment of S / 14,869.26 is required to start its operations, which will allow it to acquire the necessary resources for the production and commercialization of the product. / Trabajo de investigación