The increasing interest of consumers in functional foods has brought about a rise in demand for functional ingredients obtained using “natural” processes. In this review, new environmentally clean technologies for producing natural food ingredients are discussed. This work provides an updated overview on the principal applications of two clean processes, supercritical fluid extraction and subcritical water extraction, used to isolate natural products from different raw materials, such as plants, food by-products, algae and microalgae. Although the extraction of some compounds with antibacterial, antiviral or antifungical activity is discussed, special attention is paid to the extraction of antioxidant compounds, due to their important role in food preservation and health promotion.

The well-known correlation between diet and health demonstrates the great possibilities of food to maintain or even improve our health. This fact has brought about a great interest for seeking new products that can contribute to improve our health and well-being. This type of foods able to promote our health has generically been defined as functional foods. Nowadays, one of the main areas of research in Food Science and Technology is the extraction and characterization of new natural ingredients with biological activity (e.g., antioxidant, antiviral, antihypertensive, etc.) that can contribute to consumer's well-being as part of new functional foods. The present work shows the results of a bibliographic revision done on the chemical composition of different macroalgae together with a critical discussion about their potential as natural sources of new functional ingredients.

In the present work, a comprehensive methodology to carry out the screening for novel natural functional compounds is presented. To do that, a new strategy has been developed including the use of unexplored natural sources (i.e., algae and microalgae) together with environmentally clean extraction techniques and advanced analytical tools. The developed procedure allows also estimating the functional activities of the different extracts obtained and even more important, to correlate these activities with their particular chemical composition. By applying this methodology it has been possible to carry out the screening for bioactive compounds in the algae Himanthalia elongata and the microalgae Synechocystis sp. Both algae produced active extracts in terms of both antioxidant and antimicrobial activity. The obtained pressurized liquid extracts were chemically characterized by GC-MS and HPLC-DAD. Different fatty acids and volatile compounds with antimicrobial activity were identified, such as phytol, fucosterol, neophytadiene or palmitic, palmitoleic and oleic acids. Based on the results obtained, ethanol was selected as the most appropriate solvent to extract this kind of compounds from the natural sources studied.

Subcritical water extraction at several temperatures ranging from 25 to 200 degrees C has been studied to selectively extract antioxidant compounds from rosemary leaves. An exhaustive characterization of the fractions obtained using subcritical water at different temperatures has been carried out by LC-MS, and the antioxidant activities of the extracts have been measured by a free radical method (DPPH). Results indicate high selectivity of the subcritical water toward the most active compounds of rosemary such as carnosol, rosmanol, carnosic acid, methyl carnosate, and some flavonoids such as cirsimaritin and genkwanin. The antioxidant activity of the fractions obtained by extraction at different water temperatures was very high, with values around 11.3 microg/mL, comparable to those achieved by SFE of rosemary leaves. A study of the effect of the temperature on the extraction efficiency of the most typical rosemary antioxidant compounds has been performed.

The improvement of sample-preparation and extraction techniques for determinations of natural bioactive compounds is very important. New concepts relate to not only enhancement of extraction efficiencies but also environmental impact. This evolution towards Green Analytical Chemistry is to new extraction and sample-preparation processes that should be faster, more reproducible and more environmentally friendly. Compressed fluid-based sample-preparation techniques (e.g., supercritical fluid extraction and pressurized liquid extraction) demonstrate good capabilities. In this review, we update knowledge on the techniques together with the main technical developments and the most notable recent applications for the extraction of bioactive compounds.

The state-of-the-art of food analysis at the beginning of the 21st century is presented in this work, together with its major applications, current limitations, and present and foreseen challenges.

Algae have been suggested as a potential source of bioactive compounds to be used in the food and pharmaceutical industries. With the strong development of functional foods as a method to improve or maintain health, the exploration of new compounds with real health effects is now an intense field of research. The potential use of algae as source of functional food ingredients, such as lipids, proteins, polysaccharides, phenolics, carotenoids, etc., is presented, together with the different possibilities of improving valuable metabolites production either using the tools and the knowledge provided by marine biotechnology or improving the different factors involved in the production on a large scale of such metabolites. The bio-refinery concept is also presented as a way to improve the efficient use of algae biomass while favouring process sustainability.

Abstract Staphyloxanthin (STX) is a saccharolipid derived from a carotenoid in Staphylococcus aureus involved in oxidative-stress tolerance and antimicrobial peptide resistance. In this work, a targeted metabolomics and biophysical study was carried out on native and knock-out S. aureus strains to investigate the biosynthetic pathways of STX and related carotenoids. Identification of 34 metabolites at different growth phases (8, 24 and 48h), reveal shifts of carotenoid populations during progression towards stationary phase. Six of the carotenoids in the STX biosynthetic pathway and three menaquinones (Vitamin K 2 ) were identified in the same chromatogram. Furthermore, other STX homologues with varying acyl chain structures reported herein for the first time, which reveal the extensive enzymatic activity of CrtO/CrtN. Fourier Transform infrared spectroscopy show that STX increases acyl chain order and shifts the cooperative melting of the membrane indicating a more rigid lipid bilayer. This study shows the diversity of carotenoids in S. aureus , and their influence on membrane biophysical properties.