Exploration du potentiel des extraits d'algues islandaises produits par extraction assistée par champs électriques pulsés aqueux pour des applications cosmétiques Partie 1

S'il vous plaît contactezoscar.xiao@wecistanche.compour plus d'informations

Résumé:Une préoccupation croissante pour la santé globale est à l'origine d'un marché mondial d'ingrédients naturels non seulement dans l'industrie alimentaire mais aussi dans le domaine cosmétique. Dans cette étude, un criblage sur les applications cosmétiques potentielles d'extraits aqueux de trois algues islandaises produites par champs électriques pulsés (PEF) a été réalisé. Les extraits produits par PEF à partir d'Ulloa Lactuca, d'Alaria esculenta et de palmitate de Palmaria ont été comparés à l'extraction traditionnelle à l'eau chaude en termes de teneur en polyphénols, en flavonoïdes et en glucides. En outre,antioxydantLes propriétés et les activités inhibitrices enzymatiques ont été évaluées à l'aide d'essais in vitro. Le PEF a présenté des résultats similaires à la méthode traditionnelle, montrant plusieurs avantages tels que sa nature non thermique et un temps d'extraction plus court. Parmi les trois espèces islandaises,Alariaesculentaa montré la teneur la plus élevée en composés phénoliques (valeur moyenne 8869,7 ug GAE/g ps) et flavonoïdes (valeur moyenne 12 098,7 ug QE/g ps), présentant également les capacités antioxydantes les plus élevées. De plus, les extraits d'Alaria esculenta ont présenté d'excellentsanti-enzymatiqueactivités (76,9, 72,8, 93.0 et 100 % pour la collagénase, l'élastase,tyrosinase, et hyaluronidase, respectivement) pour leur utilisation dans les produits de blanchiment de la peau et anti-âge. Ainsi, notre étude préliminaire suggère que les extraits islandais à base d'Alaria esculenta produits par PEF pourraient être utilisés comme ingrédients potentiels pour des formulations cosmétiques et cosméceutiques naturelles.

Mots clés:macroalgues; Uloa lactuca; Alaria esculenta;Palmariapalmata; Extraction assistée par PEF ; composés bioactifs ; extraction verte; ingrédients naturels;cosméceutiques

Veuillez cliquer ici pour en savoir plus

1. Introduction

Au cours des dernières années, la demande de nouveaux composés bioactifs présentant des avantages potentiels pour la santé a connu une augmentation substantielle. De nombreux groupes de recherche ont mis l'accent sur la recherche sur les organismes marins, tels que les macroalgues, pour trouver des sources nouvelles et durables de composés naturels pour des applications dans l'industrie agroalimentaire, la pharmacologie, les aliments et, plus récemment, dans le domaine des cosmétiques [1 ,2]. Les macroalgues sont un groupe important et hétérogène d'organismes photosynthétiques caractérisés par une énorme biodiversité et une composition biochimique complexe. Selon leur structure chimique et leur teneur en pigments, les macroalgues peuvent être divisées en trois lignées, à savoir les algues brunes (Phaeophyceae), les algues rouges (Rhodophyta) et les algues vertes (Viridiplantae). Les composés algaux sont stockés à l'intérieur du cytoplasme cellulaire ou liés aux membranes cellulaires; ainsi, la disruption cellulaire est cruciale pour la valorisation de la biomasse algale. De plus, la composition de la paroi cellulaire est très variable entre les espèces d'algues, allant de minuscules membranes à des structures complexes multicouches, ce qui rend la récupération des produits algaux un défi [3]. En général, les algues sont excellentes.

sources de polysaccharides, de protéines, de lipides et d'une grande variété de métabolites secondaires tels que les composés phénoliques, les terpénoïdes, les caroténoïdes, les pigments et les dérivés azotés [4-6]. Bien que les métabolites primaires aient une importance cruciale, des données récentes ont montré que la teneur en métabolites secondaires détermine les activités biologiques des extraits d'algues [7].

Cistanche peut améliorer l'immunité

Une préoccupation croissante pour la santé et le bien-être en général, ainsi que la sensibilisation aux produits chimiques nocifs dans les produits de tous les jours, stimulent un marché mondial d'ingrédients naturels et biologiques [8]. Au cours des dernières années, la conscience des consommateurs envers la préférence pour les ingrédients naturels et les produits respectueux de l'environnement s'est étendue de l'industrie alimentaire à l'industrie des cosmétiques et des soins personnels [9]. Par ailleurs, dans le contexte actuel de réchauffement climatique et d'enjeux écologiques, la sensibilisation du public aux enjeux environnementaux s'est accrue. À la lumière de ces préoccupations actuelles, les consommateurs se sont tournés vers des produits verts, sains et sans produits chimiques. En conséquence, l'industrie cosmétique remplace actuellement les produits chimiques toxiques et les ingrédients nocifs par de nouveaux composés naturels de grande valeur pour produire des produits de beauté "chimiquement propres" [10].

Les cosmétiques ont traditionnellement été définis comme des produits à appliquer sur le corps humain pour nettoyer, embellir ou promouvoir l'attractivité sans affecter la structure ou les fonctions du corps. Cependant, les nouvelles tendances et les demandes récentes des consommateurs ont favorisé le développement de nouveaux produits qui offrent de multiples avantages avec un minimum d'effort. Le terme cosméceutique est maintenant fréquemment utilisé pour décrire des produits cosmétiques contenant des ingrédients bioactifs prétendant avoir des avantages médicaux ou médicamenteux [11]. Les cosméceutiques contiennent généralement des ingrédients fonctionnels tels que des vitamines, des composés phytochimiques, des enzymes, des antioxydants et/ou des huiles essentielles [12]. Étant donné qu'un large éventail de ces composés bioactifs a été trouvé dans les macroalgues, l'étude de nouvelles algues et extraits dérivés d'algues marines s'est avérée être un domaine prometteur d'études cosméceutiques et cosmétiques|13,14].

Un certain nombre de métabolites secondaires dérivés des algues sont connus pour leurs précieux effets bénéfiques sur la peau, tels que les propriétés photoprotectrices, hydratantes, antioxydantes, anti-inflammatoires et régénératrices |15]. Sur la base de ces effets bénéfiques, les algues sont incorporées dans des produits cosméceutiques tels que les crèmes solaires, les produits anti-âge, ainsi que pour la prévention de l'hyperpigmentation, tandis que les polysaccharides sont utilisés pour maintenir l'hydratation de la peau et prévenir le dessèchement [16]. Au cours du vieillissement, la matrice extracellulaire des adolescents est sensible à une activité excessive des enzymes protéolytiques telles que les collagénases et les élastases, entraînant des modifications visibles de la peau, telles que les rides ou la perte d'élasticité de la peau. Une approche prometteuse pour prévenir le vieillissement cutané extrinsèque est l'inhibition des activités collagénase et élastase par des composés naturels. Les extraits de plantes ont été largement étudiés et se sont avérés posséder des activités anti-collagénase et anti-élastase [17]. Cependant, il existe peu d'informations sur les activités enzymatiques inhibitrices des extraits d'algues.

Les méthodes d'extraction les plus fréquemment appliquées pour l'isolement des bioactifs des algues sont basées sur des techniques conventionnelles. Néanmoins, l'utilisation de méthodes traditionnelles présente plusieurs inconvénients, tels que l'utilisation de volumes élevés de solvants organiques, des temps d'extraction plus longs, des températures élevées, des problèmes de sélectivité, des besoins énergétiques élevés et la coextraction de composés non ciblés ou interférents [18]. Ainsi, de nouvelles techniques d'extraction basées sur les principes de la chimie verte ont un intérêt potentiel [19].

Le champ électrique pulsé (PEF) est une technologie de transformation alimentaire émergente, non thermique et économe en énergie [20]. Le PEF implique l'application d'impulsions de champ électrique généralement à des tensions élevées (plage kV) et de courtes durées (micro ou nanosecondes) à un produit placé entre deux électrodes [21]. L'application d'impulsions électriques produit la formation de pores réversibles ou irréversibles dans les membranes cellulaires, définis comme l'électroporation ou l'électro-perméabilisation, ce qui facilite par conséquent la diffusion rapide des solvants et l'amélioration du transfert de masse des composés intracellulaires [22]. Les applications récentes se sont concentrées sur l'utilisation de l'énergie électrique pulsée comme technique d'extraction (extraction assistée par PEF) à partir de produits bio, alimentaires et agricoles [23]. Avec le traitement PEF, il est possible d'obtenir des extraits avec une pureté plus élevée, d'augmenter le taux d'extraction des composés bioactifs tels que les polyphénols, les caroténoïdes ou les anthocyanes, d'éliminer l'utilisation de solvants organiques et de raccourcir le temps d'extraction [24,25]. Le traitement PEF a été appliqué avec succès pour l'extraction de composés précieux de différentes sources marines, telles que les protéines [26-28], les glucides [29,30], les lipides [31,32] et les pigments tels que les caroténoïdes, la chlorophylle, ou des phycocyanines [22,33,34] issues de microalgues et d'algues.

Ainsi, l'objectif principal de la présente étude était d'évaluer les applications cosmétiques potentielles des extraits de PEF de trois espèces de macroalgues poussant en Islande : U. Lactuca (macroalgues vertes), A.esculenta (macroalgues brunes) et P.palmata (macroalgues rouges). ). Dans le but de développer des ingrédients biologiques et naturels pour des formulations vertes, l'extraction assistée par PEF a été proposée comme alternative écologique à l'extraction par solvant organique traditionnelle. Après le processus d'extraction, les extraits aqueux d'algues ont été caractérisés en termes de teneur en polyphénols, en flavonoïdes et en glucides. De plus, les propriétés antioxydantes et les activités inhibitrices enzymatiques ont été évaluées en utilisant des tests d'activité in vitro. Les résultats rapportés ici fourniront la base pour améliorer la compréhension des macroalgues brunes, rouges et vertes afin de produire des ingrédients actifs pour des formulations innovantes dans des produits cosmétiques contenant des composés biologiquement actifs isolés à partir de sources naturelles et durables.

2. Résultats et discussion

2.1. Extraction assistée par PEF pour le traitement de la biomasse d'algues islandaises

Les résultats montrent que la conductivité électrique était la plus élevée en suspension préparée à partir de A.esculenta suivi de P.palmata et U. lactuca(p<0.05)(table 1).="" however,="" the="" effect="" of="" treatment="" type="" was="" not="" identified="" as="" significant="" (p="">0.05). La mesure de la conductivité électrique a été utilisée avec succès par d'autres auteurs pour évaluer l'efficacité du traitement PEF dans les tissus biologiques pour la libération de substances ioniques intracellulaires, en raison de la perméabilisation accrue de la membrane cellulaire [35-37].

Dans notre étude, les résultats n'ont pas indiqué une libération plus forte de ces substances par le PEF, puisque les changements de conductivité induits par les traitements d'extraction avaient tendance à être les plus élevés dans les suspensions DID. Des études antérieures ont conclu que la conductivité initiale du milieu extracellulaire influence l'efficacité de l'électroporation, mais il n'y a pas d'accord sur la relation positive ou négative entre ces deux facteurs [38]. Les variations de conductivité et les caractéristiques du matériau peuvent compliquer la comparaison. Dans notre étude, il y avait une grande différence entre la conductivité des suspensions d'A. esculenta et les deux autres espèces, qui n'a pas été reflétée dans le degré de changements de conductivité au cours du traitement d'extraction. Il a été établi que la teneur en cendres des algues brunes peut représenter plus de 50 % de son poids sec [39], constitué en grande partie d'ions, ce qui peut expliquer en partie la conductivité élevée des suspensions d'A. esculenta par rapport aux deux autres espèces.

Les résultats montrent que le pH de la suspension d'U. Lactuca était inférieur à celui des deux autres espèces, mais aucun effet clair du type d'extraction n'a été produit. La température a été augmentée de 22 ± 1 degré avant le traitement, à 95 degrés par HW (pour toutes les espèces), à 36,0±1,0 degré C, 46,3±0. 6 degrés et 51.0±1 degré par PEE, dans les suspensions d'A.esculenta, P.palmata et U. Lactuca. La même tendance a été observée pour les groupes traités avec PEF, qui ont ensuite été davantage chauffés par HW. L'élévation de température a été provoquée par la conversion de l'énergie électrique en énergie thermique (chauffage ohmique), dans la suspension lors du traitement PEF. Le niveau d'augmentation de température est connu pour être proportionnel au courant appliqué mais inversement proportionnel à la conductivité. Cela pourrait expliquer pourquoi P. palmate et U. Lactuca ont atteint des températures plus élevées pendant le traitement PEF bien qu'ils aient une conductivité plus faible que A. esculent.

2.2. Spectres d'absorption UV-VIS d'extraits d'algues islandaises

Les algues étudiées diffèrent dans les profils spectraux (Figure 1), suggérant que la composition et le potentiel d'absorbance UV varient entre les espèces. Cependant, le type de technique d'extraction n'a pas montré d'effet remarquable sur les spectres d'absorption UV ; les extraits d'algues ont montré des profils d'absorption similaires quelle que soit la méthode d'extraction.

Les spectres d'absorption UV de l'algue verte u. Lactuca a montré un pic important dans la gamme UV-B (280-320 nm) (Figure la), tandis que les extraits de l'algue brune A. esculenta n'ont montré aucune formation claire de zone d'absorption (Figure lc). Cependant, les résultats ont indiqué une absorbance plus forte à 220 nm dans les extraits d'A. esculenta par rapport à U.lactuca et P. palmata, ce qui était présumé résulter de la teneur élevée en composés phénoliques dans A. esculenta (tableau 2). Un maximum d'absorption dans cette plage a été lié à un lien entre les composés phénoliques et les alginates. Cette relation est supposée préserver la capacité d'absorption UV des composés phénoliques au fil du temps [40].

Une découverte plus intéressante était que les résultats obtenus pour les extraits d'algues rouges, P. palmata absorbaient une partie du rayonnement UV-A (320-400 nm). On sait que les algues rouges accumulent des composés photoprotecteurs dotés de capacités d'absorption des rayonnements ultraviolets tels que les acides aminés de type mycosporine (MAA), qui absorbent dans cette région UV spécifique [41]. P. palmata excellait dans le spectre d'absorption UV avec des pics proéminents entre 320 et 340 nm conformément à la présence de MAA absorbant dans cette gamme[42], tels que le polyphénol (pic d'absorption à 332 nm), asteria-330 ( pic d'absorption à 330 nm), Porphyra-334(pic d'absorption à 334 nm) et autres [43]. Étant donné que les conditions d'extraction, telles que le type de solvant, sont connues pour influencer l'efficacité de l'extraction, les résultats de la présente étude ont été comparés à des études antérieures sur l'extraction des MAA avec de l'eau à partir de P. palmitate. Dans ces études, les pics d'absorption maximum ont été détectés entre 325 et 330 nm[44l, comme dans la présente étude. Par conséquent, il est possible de supposer que les pics observés entre 320 et 340 nm peuvent être dus à la présence de MAA.

Les différences dans les spectres d'absorption entre 350 et 700 nm ont été expliquées par la présence de différents pigments accessoires dans les photosystèmes respectifs des macroalgues vertes, brunes et rouges, la chlorophylle-b (450-500 nm), la fucoxanthine ({{4} } nm), et la phyco-érythrine (600-650 nm) respectivement [45]. La concentration de composés solubles dans l'eau dans les extraits a eu des effets plus forts. Par conséquent, le modèle reflétant la différence de pigments entre les espèces d'algues n'était pas apparent dans la présente étude. 2.3. Teneur totale en phénols, flavonoïdes et glucides des extraits d'algues islandaises

La teneur totale en composés phénoliques des algues variait de 1592 à 9368 ug GAE/g ps (tableau 2). L'algue brune A.esculenta a montré la plus grande quantité (p<0.05) of="" phenolic="" compounds="" (mean="" value="" 8869.7="" ug="" gae/g="" do),="" followed="" by="" p.="" palmitate="" (mean="" value="" 1806.2ug="" gae/g="" dw)="" and="" u.lactuca="" (mean="" value="" 1750.7="" ug="" gae/g="" dw)(there="" were="" no="" significant="" differences="" between="" p.palmata="" and="" u.="" lactuca="" extracts)).="" for="" each="" seaweed="" species,="" the="" content="" of="" polyphenols="" did="" not="" differ="" among="" extraction="" methods="" except="" for="" u.="" lactuca,="" which="" results="" showed="" that="" hw="" was="" the="" most="" efficient="" technique="" (p=""><0.05). however,="" the="" advantages="" of="" pef="" including="" its="" non-thermal="" nature,="" shorter="" extraction="" time="" (10="" min="" ys.="" 45="" min),="" and="" green="" process="" should="" be="">

Amongst the three algal groups, brown macroalgae contain a higher number of polyphenols than red and green macroalgae. Results were in agreement with early studies [46,47] who reported that brown (e.g., A.esculenta and Saccharina latissma) algae species had higher phenolic content than red (P. palmata)and green species(e.g., U, Lactuca). This was supported by other authors [48] who concluded that the mean polyphenol content was species-specific(A. esculenta > S.latissma>P. palmata) et la teneur en composés phénoliques était plus de trois fois plus élevée chez A. esculenta que chez les autres espèces (A. esculenta : 37 mg d'équivalents phloroglucinol (PGE)/g ps ; S. latissma : 8 mg PGE/g ps ; P. palmata : 5 mg de GAE/g de poids sec). De plus, dans la même étude, les auteurs ont rapporté que la teneur en polyphénols varie avec la saison, tandis que les variations spatiales (les algues ont été récoltées en Norvège, en France et en Islande) ont montré un effet marginal. Par exemple, Gager et al. (2020) ont constaté qu'il y avait un effet significatif des variations saisonnières de la teneur en polyphénols d'A. esculenta, avec plus de 300 mg GAE/g DW en automne par rapport à moins de 20 mg GAE/g DW au printemps . Phlorotanins de sept algues brunes récoltées commercialement en Bretagne (France) détectés par RMN 1 H et dosages in vitro : variation temporelle et potentiel de valorisation dans des applications cosmétiques. Nos échantillons ont été collectés en juillet(U.lactuca et A. esculenta) et en novembre(P.palmata). Dans l'étude de Roleda [48], la teneur moyenne en A. esculenta de Trondheim, en Norvège (non collectée en Islande) en été était de 40 mg de PGE/g de poids sec et de P. palmata d'Islande mais était de 4 mg de GAE/g de poids sec en automne. Les valeurs plus élevées rapportées par rapport à notre étude peuvent s'expliquer par le milieu d'extraction utilisé (80:20 acétone:eau), susceptible d'entraîner des rendements d'extraction plus élevés. Une teneur plus élevée en polyphénols a également été trouvée pour les extraits d'A. esculenta en utilisant un mélange d'éthanol et d'eau (50:50) avec des ultrasons [49]. Cependant, en utilisant le même milieu d'extraction et l'extraction par solvant classique, A. esculenta contiendrait 44,1 mg de GAE/100 g de poids sec dans des extraits aqueux [50], relativement similaire à celui observé dans la présente étude.

Mean flavonoid content was species-specific (A.esculenta>U.lactuca >P. palmata;(p<0.05)(table 2).="" the="" highest="" amount="" of="" flavonoids="" was="" observed="" for="" a.esculenta="" extracts="" （mean="" value="" 12098.7="" μg="" qe/g="" dw）,="" while="" lower="" content="" was="" found="" for="" u.lactuca="" （mean="" value="" 4152.4="" ug="" qe/g="" dw),="" and="" a="" minimum="" content="" was="" determined="" for="" p.palmata="" extracts="" (mean="" value="" 905.8ug="" qe/g="" dw).="" similar="" to="" the="" behavior="" found="" for="" the="" total="" phenolic="" content,="" the="" type="" of="" extraction="" technology="" did="" not="" have="" significant="" effects="" on="" the="" flavonoid="" content="" (p="">0.05), à l'exception de U. Lactuca. Les résultats ont montré que HW et la combinaison des deux techniques (PEF plus HW) étaient les techniques les plus efficaces pour l'extraction des flavonoïdes à U. Lactuca (p<>

Il existe de nombreuses études sur la teneur en flavonoïdes dans les plantes terrestres, mais les études sur la teneur en flavonoïdes dans les algues sont rares [51]et en particulier chez les espèces étudiées dans le présent travail. A savoir, l'étude d'Ummat et al. [49] ont rapporté que l'extraction assistée par ultrasons améliorait la récupération des flavonoïdes dans toutes les algues étudiées (y compris A, esculenta) par rapport aux extractions conventionnelles par solvant utilisant un mélange de 50 % d'éthanol. Dans une autre étude, les flavonoïdes ont été quantifiés dans les extraits méthanoliques de quatre espèces d'Uloa (Ulloa clathrate, Uloa Linza, Ulloa flexuosa et Uloua intestinalis) cultivées dans différentes parties des côtes nord du golfe Persique au sud de l'Iran ; la teneur en flavonoïdes des extraits d'algues variait de 8 à 33 mg RE/g ps [52]. Cependant, des études antérieures menées par le même groupe de recherche ont révélé des changements marqués dans les constituants chimiques avec le changement des saisons et des conditions environnementales [53]. Ainsi, il est un peu difficile d'avoir un aperçu complet de la bibliographie de ces composés bioactifs dans les algues, en raison du manque de recherches publiées disponibles, mais aussi en raison des changements dans la teneur en flavonoïdes influencés par les conditions de croissance et la localisation géographique.

Mean carbohydrate content of produced extracts was also species-specific (P. palmata > U.lactuca>A. esculenta ; p<0.05) (table="" 2).="" contents="" ranged="" from="" 44.8="" to="" 510="" mg="" glue/g="" dw="" depending="" on="" algae="" species.="" seaweed="" contains="" large="" amount="" of="" polysaccharides="" with="" important="" functions="" for="" the="" macroalgal="" cells="" including="" structural="" support="" and="" energy="" storage.="" for="" instance,="" the="" main="" part="" of="" red="" and="" brown="" seaweed="" cell="" walls="" is="" represented="" by="" sulfated="" galactans,="" which="" are="" known="" as="" agar,alginate,and="" carrageenan="" [54].the="" red="" algae="" p.="" palmata="" showed="" the="" highest="" amount="" of="" carbohydrate="" content="" (mean="" value="" 441="" mg="" glue/g="" dw).="" results="" were="" in="" agreement="" with="" previous="" studies="" that="" reported="" the="" highest="" polysaccharide="" concentration="" in="" palmaria="" species="" [55].="" moreover,="" mutripah="" et="" al.="" [56]described="" a="" total="" carbohydrate="" content="" of="" p.="" palmata="" of="" 469="" mg/g="" of="" dry="" seaweed,="" relatively="" similar="" to="" that="" observed="" in="" the="" present="">

La macroalgue verte. lactuca a montré des teneurs allant jusqu'à 249,5 mg de GluE/g de poids sec selon la technique d'extraction utilisée (tableau 2). D'après la littérature, U. lactuca possède une cellulose hydrosoluble et insoluble correspondant à des polysaccharides structuraux avec un composant majeur appelé ulvane, qui contribue de 9 à 36% en poids sec à la biomasse [57]. Ulvan est principalement composé de rhamnose sulfaté, d'acides uroniques (acide glucuronique et acide iduronique) et de xylose. En raison de sa nature polaire, la solubilité de l'ulvane dans les solutions aqueuses est améliorée par l'extraction à haute température (80-90 degré )58]. La température d'extraction pourrait être la raison pour laquelle la teneur totale en glucides des extraits d'U. Lactuca produits par l'extraction traditionnelle à l'eau chaude et la combinaison des deux méthodes (PEF plus HW) était plus élevée (p<0.05) than="" the="" content="" achieved="" using="" only="" pef.="" on="" the="" other="" hand,="" other="" authors="" highlight="" the="" importance="" of="" the="" seasonal="" variation="" in="" the="" polysaccharide="" content.="" for="" instance,="" schiener="" et="" al.,="" claim="" to="" identify="" seasonal="" variations="" and="" predict="" best="" harvest="" times="" for="" kelp.="" the="" seasonal="" composition="" analysis="" of="" a.esculenta="" demonstrated="" that="" maximum="" values="" of="" carbohydrates="" coincided="" with="" reduced="" concentrations="" of="" protein,="" ash,="" polyphenols,="" and="" moisture="" [39].="" according="" to="" the="" authors,="" these="" relationships,="" which="" vary="" between="" seasons="" and="" species,="" can="" be="" used="" by="" industries="" to="" maximize="" the="" yields="" of="" targeted="" seaweed="">

2.4. Capacités antioxydantes des extraits d'algues islandaises

A.esculenta avait la plus forte activité de piégeage du DPPH parmi les extraits bruts des trois espèces d'algues (p<0.05), with="" a="" scavenging="" effect="" higher="" than="" 90%(table="" 3).="" compared="" with="" the="" different="" standard="" solutions,="" a.esculenta="" showed="" comparable="" scavenging="" activity="" as="" 100="" ug/ml="" of="" ascorbic="" acid="" (87.9%),="" gallic="" acid(91.0%),="" and="" α-tocopherol="" (87.9%).="" our="" results="" were="" in="" agreement="" with="" recent="" studies="" [50],="" which="" also="" reported="" a="" positive="" antioxidant="" activity="" of="" a.="" esculenta="" extracts.="" surprisingly,="" no="" significant="" differences="" in="" antioxidant="" activity="" were="" observed="" between="" the="" different="" extraction="" methods="" tested="" (p="">0.05). On s'attendait à ce que les extraits de PEF présentent de meilleures valeurs antioxydantes que les extraits produits avec l'extraction traditionnelle à chaud puisque d'autres études ont montré que les techniques vertes (telles que l'extraction assistée par micro-ondes ou l'extraction enzymatique) pouvaient efficacement éviter la décomposition des composés bioactifs, présentant une plus grande activités antioxydantes [59,60].

La capacité des extraits d'algues à réduire les ions ferriques (Fe3 plus ) en ions ferreux (Fe2 plus ) et la capacité à piéger le radical ABTS a également été étudiée, respectivement par les méthodes FRAP et ABTS. Les résultats du FRAP ont montré des tendances similaires à celles du DPPH, montrant qu'A.esculenta avait la plus forte capacité à réduire l'ion ferrique (Fe) en ion ferreux (Fe2) parmi les extraits bruts des trois espèces d'algues (p<0.05). however,="" a="" different="" behavior="" was="" found="" for="" the="" abts.="" all="" seaweeds="" extracts="" showed="" similar="" ability="" to="" scavenge="" the="" radical="" abts="" (p="">0.05), indiquant que ces espèces contiennent probablement des composés efficaces qui sont responsables de leur activité de piégeage.

En général, les algues brunes sont connues pour présenter un potentiel antioxydant plus élevé par rapport aux familles rouges et vertes [61]. Nos résultats ont également montré que les extraits aqueux d'A.esculenta présentaient des activités antioxydantes efficaces en ce qui concerne le piégeage des radicaux libres et le pouvoir réducteur, suggérant qu'A.esculenta pourrait potentiellement être une ressource pour les antioxydants naturels. La forte activité antioxydante observée pour les extraits d'A. esculenta pourrait être liée à la teneur élevée en composés phénoliques déterminée dans les extraits d'algues brunes. Dans de nombreuses études, l'activité antioxydante des extraits d'algues a été attribuée aux composés phénoliques, montrant des corrélations positives entre la teneur en phénols et la capacité de piégeage, principalement avec le DPPH [62,63]. Des résultats de corrélation similaires ont été trouvés dans l'étude actuelle pour les extraits d'A. esculenta (voir une meilleure discussion dans la section 2.6. Corrélations entre les composés chimiques et les propriétés bioactives).

2.5. Activités inhibitrices enzymatiques des extraits d'algues islandaises

Les extraits d'algues islandaises ont montré des effets inhibiteurs positifs sur toutes les enzymes testées (tableau 4), ouvrant de nouvelles voies pour l'exploitation des inhibiteurs enzymatiques naturels à partir des ressources d'algues. A notre connaissance, c'est la première fois que les activités inhibitrices enzymatiques d'extraits d'algues islandaises produites par PEF sont testées.

2.5.1. Activité d'inhibition de la collagénase

Les extraits d'A.esculenta ont montré une inhibition positive de la collagénase allant de 68 à 91 %, tandis que les extraits de P. palmaria et U. Lactuca ont présenté des activités d'inhibition insignifiantes contre la collagénase (tableau 4). supérieur à la solution étalon d'épigallocatéchine-3-gallate (EGCG) (63,2 %) et comparable à l'étalon positif fourni par le kit enzymatique commercial (74,9 %). Une découverte importante était que les extraits d'A. esculenta produits par le PEF présentaient une inhibition de la collagénase de 91 %, présentant une activité encore plus élevée que l'inhibiteur fourni par le kit commercial. Il convient de souligner que cette activité n'a été observée que dans les extraits aqueux produits par PEF et non par l'association PEF plus HW. Ce comportement peut s'expliquer par la possibilité que le procédé à l'eau chaude ait un effet négatif sur les composés responsables de l'inhibition de l'activité de la collagénase. Cependant, des études supplémentaires sont nécessaires pour expliquer ces résultats en raison de la complexité des extraits bruts d'algues. Le groupe de recherche susmentionné travaille actuellement sur l'identification des molécules d'inhibition dans les extraits d'A.esculenta pour mieux comprendre ces effets positifs produits par le PEF.

Les résultats concernant l'inhibition de la collagénase par les extraits d'A. esculenta sont conformes aux données précédentes, dans lesquelles A. esculenta est utilisé dans des extraits commerciaux en raison de son effet anti-âge. La dégradation du collagène se produit avec le vieillissement en raison de l'activité de la collagénase, entraînant des rides sur la peau. L'inhibition de la collagénase par des composés naturels est une opportunité intéressante pour les produits anti-âge. Par exemple, SEPPIC, fournisseur d'ingrédients pour l'industrie cosmétique, propose un extrait lipophile d'A. esculenta (KalparianeAD) [64].

2.5.2. Activité d'inhibition de l'élastase

Only the crude extracts of A.esculenta inhibited elastase, exhibiting activities higher than 70% of inhibition (Table 4). However, the anti-elastase activities of A.esculenta extracts did not statistically differ among extraction methods (p>{{0}}.05). Par rapport aux solutions de quercétine, un inhibiteur d'élastase bien connu qui a montré une inhibition de 100 % à 1 mM et de 58,7 % à 0,5 mM, la performance des extraits d'A.esculenta était élevée.

L'élastase est une enzyme protéinase qui peut réduire l'élastine en cassant des liaisons peptidiques spécifiques. Par conséquent, l'inhibition de l'activité de l'élastase dans la couche de derme peut être utilisée pour maintenir l'élasticité de la peau [65]. De nombreux extraits de plantes ont été identifiés comme inhibiteurs de l'élastase [17l ; cependant, peu d'études ont été menées sur l'inhibition de l'élastase à partir des ressources algales. Selon les données de la littérature, les polyphénols extraits des plantes sont connus pour être de puissants inhibiteurs de l'élastase et de la hyaluronidase [66]. Une étude récente a rapporté que les phlorotannins, le type de tanin des algues brunes, les extraits de varech de mer Eisenia bicycles et l'algue brune Ecklonia cava, sont bénéfiques pour la peau en réduisant considérablement l'activité de l'élastase [67]. Les extraits d'A. esculenta produits dans cette étude ont montré les valeurs de TPC et TFC les plus élevées par rapport aux autres espèces étudiées (tableau 4), ce qui pourrait être la raison pour laquelle les extraits aqueux de P. palmaria et U.lactuca n'ont pas montré d'anti -activités d'élastase. Pour confirmer cette hypothèse, une analyse de corrélation de Pearson a été menée, suggérant que les activités anti-enzymatiques sont positivement corrélées avec la teneur en substances phénoliques (voir une discussion plus approfondie dans la section 2.6. Corrélations entre les composés chimiques et les propriétés bioactives).

2.5.3. Activité d'inhibition de la tyrosinase

Les extraits d'A.esculenta ont montré une inhibition positive de la tyrosinase supérieure à 90 % pour toutes les méthodes d'extraction utilisées, tandis que les extraits de P. palmaria et d'U. lactuca n'ont pas présenté d'effets inhibiteurs de la tyrosinase (tableau 4). Cependant, les activités anti-tyrosinase des extraits d'A. esculenta ne différaient pas (p<0.05)with extraction="" methods.="" comparing="" the="" effect="" of="" a.esculenta="" extracts="" with="" the="" quercetin="" solutions="" tested,="" the="" crude="" extracts="" of="" the="" brown="" algae="" showed="" better="" inhibitorv="" activities="" than="" these="" solutions(88="" and="" 75%="" for="" the="" 0.5="" and="" 1="" mm="" quercetin="" solutions,="" respectively).="" based="" on="" the="" literature,="" anti-tyrosinase="" activities="" of="" plants,="" bacteria,="" and="" fungi="" have="" been="" reported="" by="" several="" researchers="" [68].="" however,="" though="" different="" studies="" suggest="" that="" bioactive="" compounds="" derived="" from="" marine="" algae="" have="" a="" good="" potential="" to="" be="" utilized="" as="" skin="" whitening="" agents="" [13],="" this="" is="" still="" an="" unexplored="" domain="" and="" only="" a="" few="" studies="" have="" been="" carried="" out.="" most="" of="" the="" studies="" performed="" in="" this="" area="" have="" been="" focused="" on="" brown="" algae,="" agreeing="" with="" the="" results="" of="" the="" present="" study="" in="" which="" a.esculenta="" extracts="" exhibited="" the="" best="" anti-tyrosinase="" activities.="" for="" instance,="" phloroglucinol="" derivatives="" and="" phlorotannins,="" common="" secondary="" metabolites="" found="" in="" brown="" algae,="" have="" shown="" inhibitory="" activity="" against="" tyrosinase="" due="" to="" their="" ability="" to="" chelate="" copper="" [69].="" in="" a="" recent="" study,="" the="" extract="" of="" the="" brown="" algae="" lessonia="" trabeculate="" produced="" by="" microwave-assisted="" extraction="" inhibited="" a="" tyrosinase="" activity="" of="" 33.73%[60].="" in="" another="" study,="" the="" extract="" of="" the="" brown="" algae="" turbinaria="" conoides="" showed="" activity="" as="" an="" antioxidant="" and="" tyrosinase="" inhibitor,="" however,="" in="" this="" case="" ethanol="" was="" used="" as="" solvent="" [70].="" a="" significant="" correlation="" between="" the="" inhibitory="" potency="" of="" polyphenols="" extracted="" from="" plants="" on="" mushroom="" tyrosinase="" has="" been="" reported="" in="" previous="" studies="" [68].="" likewise,="" the="" results="" of="" this="" study="" suggest="" that="" the="" inhibitory="" activity="" towards="" tyrosinase="" were="" positively="" correlated="" with="" flavonoid="" and="" phenolic="" content="" (see="" section="" 2.6.="" correlations="" between="" chemical="" compounds="" and="" bioactive="">

La tyrosinase joue un rôle important dans la biosynthèse du pigment de mélanine dans la peau. La mélanine est responsable de la protection contre l'irradiation ultraviolette nocive, qui peut provoquer plusieurs conditions pathologiques [71]. De plus, cela peut créer des problèmes esthétiques lorsque la mélanine s'accumule sous forme de taches hyperpigmentées [72]. Ainsi, l'incorporation d'inhibiteurs de la tyrosinase dans les produits cosmétiques peut être intéressante en raison des effets blanchissants et/ou éclaircissants.

Cet article est extrait de Mar. Drugs 2021, 19, 662. https://doi.org/10.3390/md19120662 https://www.mdpi.com/journal/marinedrugs