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Astratto:Una crescente preoccupazione per la salute generale sta guidando un mercato globale di ingredienti naturali non solo nell'industria alimentare ma anche nel campo cosmetico. In questo studio, uno screening sulle potenziali applicazioni cosmetiche di estratti acquosi di tre islandesialga marinas prodotti da campi elettrici pulsati (PEF). Gli estratti prodotti dal PEF di Ulva lactuca, Alaria esculenta e Palmaria palmata sono stati confrontati con la tradizionale estrazione con acqua calda in termini di contenuto di polifenoli, flavonoidi e carboidrati. Inoltre,antiossidantele proprietà e le attività inibitorie enzimatiche sono state valutate mediante saggi in vitro. Il PEF ha mostrato risultati simili al metodo tradizionale, mostrando numerosi vantaggi come la sua natura non termica e tempi di estrazione più brevi. Tra le tre specie islandesi, Alaria esculenta ha mostrato il contenuto più alto di fenolico (valore medio 8869,7 µg GAE/g dw) e flavonoide (valore medio valore 12.098,7 µg QE/g dw) composti, presentando anche i più altiantiossidantecapacità. Inoltre, gli estratti di Alaria esculenta hanno mostrato eccellenti attività antienzimatiche (76,9, 72,8, 93.0 e il 100% per collagenasi, elastasi,tirosinasiandhyaluronidase, rispettivamente) per il loro uso nei prodotti sbiancanti e antietà della pelle. Pertanto, il nostro studio preliminare suggerisce che gli estratti islandesi a base di Alaria esculenta prodotti da PEF potrebbero essere utilizzati come potenziali ingredienti per formulazioni cosmetiche e cosmeceutiche naturali.

Parole chiave:macroalghe; Ulva lactuca; Alaria esculenta; Palmaria palmata; estrazione assistita da PEF;composti bioattivi; estrazione del verde; ingredienti naturali; cosmeceutici

le cistanche sono ingredienti naturali sbiancanti

1. Introduzione

Negli ultimi anni, la domanda di nuovi composti bioattivi con potenziali benefici per la salute ha subito un aumento sostanziale. Molti gruppi di ricerca hanno posto l'accento sulla ricerca sugli organismi marini, come le macroalghe, per trovare nuove e sostenibili fonti di composti naturali per applicazioni nell'industria agroalimentare, farmacologica, alimentare e, più recentemente, nel campo dei cosmetici [1,2] . Le macroalghe sono un gruppo ampio ed eterogeneo di organismi fotosintetici caratterizzati da un'enorme biodiversità e da una complessa composizione biochimica. In base alla loro struttura chimica e al contenuto di pigmenti, le macroalghe possono essere suddivise in tre ceppi tra cui le alghe brune (Phaeophyceae), le alghe rosse (Rhodophyta) e le alghe verdi (Viridiplantae). I composti algali sono immagazzinati all'interno del citoplasma cellulare o legati alle membrane cellulari; quindi, la distruzione cellulare è cruciale per la valorizzazione della biomassa algale. Inoltre, la composizione della parete cellulare è molto variabile tra le specie di alghe che vanno da minuscole membrane a strutture complesse multistrato, rendendo il recupero dei prodotti algali una sfida [3]. In generale, le alghe sono ottime fonti di polisaccaridi, proteine, lipidi e un'ampia varietà di metaboliti secondari come composti fenolici, terpenoidi, carotenoidi, pigmenti e derivati ​​dell'azoto [4–6]. Sebbene i metaboliti primari abbiano un'importanza cruciale, dati recenti hanno dimostrato che il contenuto dei metaboliti secondari determina le attività biologiche dialga marinaestratti [7].

Una crescente preoccupazione per la salute e il benessere generale, così come la consapevolezza delle sostanze chimiche dannose nei prodotti di uso quotidiano, sta guidando un mercato globale di ingredienti naturali e organici [8]. Negli ultimi anni, la consapevolezza dei consumatori nei confronti della preferenza di ingredienti naturali e prodotti eco-compatibili si è estesa dall'industria alimentare a quella cosmetica e della cura della persona [9]. Inoltre, nell'attuale contesto del riscaldamento globale e delle questioni ecologiche, c'è stata una crescente consapevolezza pubblica delle questioni ambientali. Alla luce di queste attuali preoccupazioni, i consumatori hanno rivolto i loro interessi verso prodotti verdi, sani e privi di sostanze chimiche. Di conseguenza, l'industria cosmetica sta attualmente sostituendo sostanze chimiche tossiche e ingredienti nocivi con composti nuovi e naturali di alto valore per produrre prodotti di bellezza "chimicamente puliti" [10].

I cosmetici sono stati tradizionalmente definiti come prodotti da applicare al corpo umano per detergere, abbellire o promuovere l'attrattiva senza alterare la struttura o le funzioni del corpo. Tuttavia, le nuove tendenze e le recenti richieste dei consumatori hanno promosso lo sviluppo di nuovi prodotti che offrono molteplici vantaggi con il minimo sforzo. Il termine cosmeceutico è ora usato frequentemente per descrivere prodotti cosmetici con ingredienti bioattivi che affermano di avere benefici medici o simili a farmaci [11]. I cosmeceutici di solito contengono ingredienti funzionali come vitamine, sostanze fitochimiche, enzimi,antiossidantie/o oli essenziali [12]. Poiché un'ampia gamma di questi composti bioattivi è stata trovata nelle macroalghe, la ricerca di nuovialga marinas e gli estratti derivati ​​dalle alghe marine si sono rivelati un'area promettente per studi cosmeceutici e cosmetici [13,14].

Un certo numero di metaboliti secondari derivati ​​daalga marinasono noti per i loro preziosi effetti benefici per la salute sulla pelle, come fotoprotettivi, idratanti,antiossidante,proprietà antinfiammatorie e rigenerative [15]. Sulla base di questi effetti benefici, le alghe sono incorporate in prodotti cosmeceutici come creme solari, prodotti antietà, nonché per la prevenzione dell'iperpigmentazione, mentre i polisaccaridi sono usati per mantenere la pelle idratata e per prevenire la secchezza [16]. Durante l'invecchiamento, le proteine ​​della matrice extracellulare sono suscettibili all'eccessiva attività degli enzimi proteolitici come le collagenasi e le elastasi, con conseguenti alterazioni visibili della pelle, come rughe o perdita di elasticità cutanea. Un approccio promettente per prevenire l'invecchiamento cutaneo estrinseco è l'inibizione delle attività di collagenasi ed elastasi da parte di composti naturali. Gli estratti vegetali sono stati ampiamente studiati e trovati in possesso di attività anti-collagenasi e anti-elastasi [17]. Tuttavia, ci sono poche informazioni sulle attività enzimatiche inibitorie degli estratti di alghe.

I metodi di estrazione più frequentemente applicati per l'isolamento dei bioattivi dalle alghe si basano su tecniche convenzionali. Tuttavia, l'utilizzo dei metodi tradizionali presenta diversi inconvenienti, come l'uso di elevati volumi di solventi organici, tempi di estrazione più lunghi, temperature elevate, problemi di selettività, elevati requisiti energetici e coestrazione di composti non mirati o interferenti [18]. Quindi, nuove tecniche di estrazione basate sui principi della chimica verde hanno un potenziale interesse [19].

Il campo elettrico pulsato (PEF) è una tecnologia emergente, non termica ed efficiente dal punto di vista energetico [20]. La PEF prevede l'applicazione di impulsi di campo elettrico solitamente ad alte tensioni (range kV) e brevi durate (micro o nano-secondi) ad un prodotto posto tra due elettrodi [21]. L'applicazione di impulsi elettrici produce la formazione di pori reversibili o irreversibili nelle membrane cellulari, definiti come elettroporazione o elettropermeabilizzazione, che di conseguenza facilita la rapida diffusione dei solventi e il potenziamento del trasferimento di massa dei composti intracellulari [22]. Recenti applicazioni si sono concentrate sull'uso dell'energia elettrica pulsata come tecnica di estrazione (estrazione assistita da PEF) da prodotti biologici, alimentari e agricoli [23]. Con il trattamento PEF è possibile ottenere estratti con maggiore purezza, aumentare la velocità di estrazione di composti bioattivi come polifenoli, carotenoidi o antociani, eliminare l'uso di solventi organici e ridurre i tempi di estrazione [24,25]. Il trattamento con PEF è stato applicato con successo per l'estrazione di composti preziosi da diverse fonti marine, come proteine ​​[26–28], carboidrati [29,30], lipidi [31,32] e pigmenti come carotenoidi, clorofille o ficocianine [22,33 ,34] da microalghe e alghe.

Pertanto, l'obiettivo principale del presente studio era valutare le potenziali applicazioni cosmetiche degli estratti di PEF da tre specie di macroalghe che crescono in Islanda: U. lactuca (macroalga verde), A. esculenta (macroalga marrone) e P. palmata (macroalga rossa) . In uno sforzo, per sviluppare ingredienti organici e naturali per formulazioni ecologiche, l'estrazione assistita dal PEF è stata proposta come un'alternativa ecologica alla tradizionale estrazione organica con solvente. Dopo il processo di estrazione, acquosoalga marinagli estratti sono stati caratterizzati in termini di contenuto di polifenoli, flavonoidi e carboidrati. Inoltre,antiossidantele proprietà e le attività inibitorie enzimatiche sono state valutate utilizzando saggi di attività in vitro. I risultati qui riportati forniranno la base per migliorare la comprensione delle macroalghe marroni, rosse e verdi per produrre ingredienti attivi per formulazioni innovative in prodotti cosmetici contenenti composti biologicamente attivi isolati da fonti naturali e sostenibili.

2. Risultati e discussione

2.1. Estrazione assistita da PEF per la lavorazione della biomassa di alghe islandesi

I risultati mostrano che la conduttività elettrica era più alta in sospensione preparata da A. esculenta seguita da P. palmata e U. lactuca (p <{0}}.05) (tabella="" 1).="" tuttavia,="" l'effetto="" del="" tipo="" di="" trattamento="" non="" è="" stato="" identificato="" come="" significativo="" (p=""> 0,05). La misurazione della conducibilità elettrica è stata utilizzata con successo da altri autori per valutare l'efficacia del trattamento con PEF nei tessuti biologici per il rilascio di sostanze ioniche intracellulari, come risultato dell'aumentata permeabilizzazione della membrana cellulare [35-37].

Nel nostro studio, i risultati non hanno indicato un rilascio più forte di queste sostanze da parte del PEF, poiché le variazioni di conducibilità indotte dai trattamenti di estrazione tendevano ad essere più elevate nelle sospensioni di HW. Precedenti studi hanno concluso che la conduttività iniziale del mezzo extracellulare influenza l'efficacia dell'elettroporazione, ma vi è una mancanza di accordo sul fatto che esista una relazione positiva o negativa tra questi due fattori [38]. Le variazioni nella conducibilità e nelle caratteristiche del materiale possono rendere complicato il confronto. Nel nostro studio, c'era una grande differenza tra la conducibilità delle sospensioni di A. esculenta e le altre due specie, che non si rifletteva nel grado di variazione della conducibilità durante il trattamento di estrazione. È stato affermato che il contenuto di ceneri delle alghe brune può rappresentare oltre il 50 percento del suo peso secco [39], costituito in gran parte da ioni, il che può in parte spiegare l'elevata conduttività nelle sospensioni di A. esculenta rispetto alle altre due specie.

I risultati mostrano che il pH nella sospensione di U. lactuca era inferiore a quello delle altre due specie, ma non sono stati prodotti chiari effetti dal tipo di estrazione. La temperatura è stata aumentata da 22 ± 1◦C prima del trattamento, a 95 ◦C di HW (per tutte le specie), a 36.0 ± 1.0 ◦C, 46,3 ± 0. 6 ◦C e 51.0 ± 1◦C da PEF, in A. esculenta, P. palmata e U. lactucasuspensions. Lo stesso andamento è stato riscontrato per i gruppi trattati con PEF, che sono stati poi ulteriormente riscaldati da HW. L'aumento della temperatura è stato causato dalla conversione dell'energia elettrica in energia termica (riscaldamento ohmico), nella sospensione durante il trattamento con PEF. È noto che il livello di aumento della temperatura è proporzionale alla corrente applicata ma inversamente proporzionale alla conducibilità. Questo potrebbe spiegare perché P. palmata e U. lactuca ha raggiunto temperature più elevate durante il trattamento con PEF sebbene abbiano una conduttività inferiore rispetto a A. esculenta.

2.2. Spettri di assorbimento UV-VIS degli estratti di alghe islandesi

Le alghe studiate differiscono nei profili spettrali (Figura 1), suggerendo che la composizione e il potenziale di assorbimento dei raggi UV variano tra le specie. Tuttavia, il tipo di tecnica di estrazione non ha mostrato un effetto notevole negli spettri di assorbimento UV; gli estratti di alghe hanno mostrato profili di assorbimento simili indipendentemente dal metodo di estrazione.

Gli spettri di assorbimento UV dell'alga verde U. lactuca hanno mostrato un picco prominente nell'intervallo UV-B (280–320 nm) (Figura 1a), mentre gli estratti dell'alga bruna A. esculenta non hanno mostrato una chiara formazione della zona di assorbimento (Figura 1c ). Tuttavia, i risultati hanno indicato un'assorbanza più forte a 220 nm negli estratti di A. esculenta rispetto a U. lactuca e P. palmata, che si presumeva derivasse dall'alto contenuto di composti fenolici in A. esculenta (Tabella 2). Un massimo di assorbimento all'interno di questo intervallo è stato correlato a un legame tra composti fenolici e alginati. Si presume che questa relazione conservi nel tempo la capacità di assorbimento UV dei composti fenolici [40].

Una scoperta più interessante è stata che i risultati ottenuti per gli estratti di alghe rosse, P. palmata ha assorbito parte della radiazione UV-A (320–400 nm). È noto che le alghe rosse accumulano composti fotoprotettivi con capacità di assorbimento delle radiazioni ultraviolette come gli aminoacidi simili alle micosporine (MAA), che assorbono in questa specifica regione UV [41]. P. palmata eccelleva nello spettro di assorbimento UV con picchi prominenti tra 320 e 340 nm in accordo con la presenza di MAA assorbenti in questo intervallo [42], come palitinilo (picco di assorbimento a 332 nm), asterina-330 (picco di assorbimento 330 nm), porfira-334 (picco di assorbimento a 334 nm) e altri [43]. Poiché è noto che le condizioni di estrazione, come il tipo di solvente, influenzano l'efficienza dell'estrazione, i risultati del presente studio sono stati confrontati con studi precedenti sull'estrazione di MAA con acqua da P. palmata. In questi studi, i picchi massimi di assorbimento sono stati rilevati tra 325 e 330 nm [44], come nel presente studio. Pertanto, è possibile ipotizzare che i picchi osservati tra 320 e 340 nm possano essere dovuti alla presenza di MAA.

Le differenze negli spettri di assorbimento tra 350 e 700 nm sono state spiegate dalla presenza di diversi pigmenti accessori nei rispettivi fotosistemi di macroalghe verdi, marroni e rosse, clorofilla-b (450–500 nm), fucoxantina (400–500 nm) e ficoeritrina (600–650 nm) rispettivamente [45]. La concentrazione di composti idrosolubili negli estratti ha avuto effetti più forti. Di conseguenza, il modello che riflette la differenza di pigmenti tra le specie di alghe non era evidente nel presente studio.

2.3. Contenuto totale di fenolici, flavonoidi e carboidrati degli estratti di alghe islandesi

Il contenuto fenolico totale nelalga marinas variava da 1592 a 9368 µg GAE/g dw (Tabella 2). L'alga bruna A. esculenta ha mostrato la quantità più alta (p < 0.05)="" di="" composti="" fenolici="" (valore="" medio="" 8869,7="" µg="" gae/g="" dw),="" seguita="" da="" p.="" palmata="" (valore="" medio="" 1806,2="" µg="" gae/g="" dw)="" e="" u.="" lactuca="" (valore="" medio="" 1750,7="" µg="" gae/g="" dw)="" (non="" vi="" erano="" differenze="" significative="" tra="" gli="" estratti="" di="" p.="" palmata="" e="" u.="" lactuca)).="" per="" ciascuna="" specie="" di="" alga,="" il="" contenuto="" di="" polifenoli="" non="" differiva="" tra="" i="" metodi="" di="" estrazione="" ad="" eccezione="" di="" u.="" lactuca,="" i="" cui="" risultati="" hanno="" mostrato="" che="" hw="" era="" la="" tecnica="" più="" efficiente="" (p=""><0,05). tuttavia,="" dovrebbero="" essere="" evidenziati="" i="" vantaggi="" del="" pef,="" inclusa="" la="" sua="" natura="" non="" termica,="" il="" tempo="" di="" estrazione="" più="" breve="" (10="" min="" contro="" 45="" min)="" e="" il="" processo="">

Tra i tre gruppi di alghe, le macroalghe brune contengono un numero maggiore di polifenoli rispetto alle macroalghe rosse e verdi. I risultati erano in accordo con i primi studi [46,47] che riportavano che le specie di alghe brune (ad es. A. esculenta e Saccharina latissma) avevano un contenuto fenolico più elevato rispetto alle specie rosse (P. palmata) e verdi (ad es. U. lactuca). Ciò è stato sostenuto da altri autori [48] che hanno concluso che il contenuto medio di polifenoli era specie-specifico (A. esculenta > S. latissma > P. palmata) e il contenuto fenolico era più di tre volte superiore in A. esculenta rispetto alle altre specie ( A. esculenta: 37 mg di cloroglucinolo equivalenti (PGE)/g p.c.; S. latissma: 8 mg PGE/g p.c.; P. palmata: 5 mgGAE/g p.c.). Inoltre, nello stesso studio, gli autori hanno riportato che il contenuto di polifenoli varia con la stagione, mentre le variazioni spaziali (le alghe sono state raccolte in Norvegia, Francia e Islanda) hanno mostrato un effetto marginale. Ad esempio, Gager et al. (2020) hanno scoperto che c'era un effetto significativo delle variazioni stagionali nel contenuto di polifenoli di A. esculenta, con più di 300 mg GAE/g DW in autunno rispetto a meno di 20 mg GAE/g DW in primavera. Florotannini da sette alghe brune raccolte commercialmente in Brit tany (Francia) rilevati da 1 H NMR e saggi in vitro: variazione temporale e potenziale valorizzazione nelle applicazioni cosmetiche. I nostri campioni sono stati raccolti in luglio (U. lactuca e A. esculenta) e in novembre (P. palmata). Nello studio di Roleda [48], il contenuto medio di A. esculenta da Trondheim, Norvegia (non raccolto in Islanda) in estate era di 40 mg PGE/g dw e P. palmata dall'Islanda, ma era di 4 mg GAE/g dw in autunno. I valori più elevati riportati rispetto al nostro studio possono essere spiegati dal mezzo di estrazione utilizzato (80:20 acetone: acqua), che potrebbe comportare rese di estrazione più elevate. Un contenuto di polifenoli più elevato è stato riscontrato anche per gli estratti di A. esculenta utilizzando una miscela di etanolo e acqua (50:50) con ultrasuoni [49]. Tuttavia, utilizzando lo stesso mezzo di estrazione e la classica estrazione con solvente, è stato riportato che A. esculenta contiene 44,1 mg di GAE/100 g di estratti acquosi [50], relativamente simili a quelli osservati nel presente studio.

Il contenuto medio di flavonoidi era specie-specifico (A. esculenta > U. lactuca > P. palmata;(p < 0.{{10}}5) (Tabella 2). La quantità più alta di flavonoidi sono stati osservati per gli estratti di A. esculenta (valore medio 12098,7 µg QE/g dw), mentre è stato riscontrato un contenuto inferiore per U. lactuca (valore medio 4152,4 µg QE/g dw) ed è stato determinato un contenuto minimo per gli estratti di P. palmata( valore medio 905,8 µg QE/g dw).Simile al comportamento riscontrato per il contenuto fenolico totale, il tipo di tecnologia di estrazione non ha avuto effetti significativi sul contenuto di flavonoidi (p > 0,05), ad eccezione di U. lactuca.I risultati hanno mostrato che HW e la combinazione di entrambe le tecniche (PEF più HW) erano le tecniche più efficienti per l'estrazione di flavonoidi in U. lactuca (p < 0,05).

Esistono numerosi studi sul contenuto di flavonoidi nelle piante terrestri, ma gli studi sul contenuto di flavonoidi nelle alghe sono scarsi [51] e soprattutto nelle specie studiate nel presente lavoro. Vale a dire, lo studio di Ummat et al. [49] hanno riferito che l'estrazione assistita da ultrasuoni ha migliorato il recupero dei flavonoidi in tutti gli 11alga marinas studiati (incluso A. esculenta) rispetto alle estrazioni convenzionali con solvente utilizzando una miscela di etanolo al 50%. In un altro studio, i flavonoidi sono stati quantificati negli estratti metanolici di quattro specie di Ulva (Ulva clathrata, Ulva linza, Ulva flexuosa e Ulva intestinalis) coltivate in diverse parti delle coste settentrionali del Golfo Persico nel sud dell'Iran; il contenuto di flavonoidi degli estratti di alghe variava da 8 a 33 mg RE/g dw [52]. Tuttavia, studi precedenti dello stesso gruppo di ricerca hanno riscontrato cambiamenti marcati nei costituenti chimici con cambiamenti delle stagioni e delle condizioni ambientali [53]. Pertanto, è un po' difficile avere una panoramica completa della bibliografia di questi composti bioattivi inalga marinas, per la mancanza di ricerche pubblicate disponibili, ma anche per i cambiamenti nel contenuto di flavonoidi influenzati dalle condizioni di crescita e dalla posizione geografica.

Mean carbohydrate content of produced extracts was also species-specific (P. palmata >U. lactuca > A. esculenta; p < 0.05)="" (tabella="" 2).="" il="" contenuto="" variava="" da="" 44,8="" a="" 510="" mg="" di="" glue/gdw="" a="" seconda="" delle="" specie="" di="" alghe.="" l'alga="" contiene="" una="" grande="" quantità="" di="" polisaccaridi="" con="" importanti="" funzioni="" per="" le="" cellule="" macroalgali,="" compreso="" il="" supporto="" strutturale="" e="" l'accumulo="" di="" energia.="" ad="" esempio,="" la="" parte="" principale="" delle="" pareti="" cellulari="" delle="" alghe="" rosse="" e="" marroni="" è="" rappresentata="" da="" galattani="" solfati,="" noti="" come="" agar,="" alginato="" e="" carragenina="" [54].="" la="" redalgae="" p.="" palmata="" ha="" mostrato="" la="" più="" alta="" quantità="" di="" contenuto="" di="" carboidrati="" (valore="" medio="" 441="" mgglue/g="" dw).="" i="" risultati="" erano="" in="" accordo="" con="" studi="" precedenti="" che="" riportavano="" la="" più="" alta="" concentrazione="" di="" polisaccaridi="" nelle="" specie="" palmaria="" [55].="" inoltre,="" mutripah="" et="" al.="" [56]="" hanno="" descritto="" un="" contenuto="" totale="" di="" carboidrati="" di="" p.="" palmata="" di="" 469="" mg/g="" di="" alga="" secca,="" relativamente="" simile="" a="" quello="" osservato="" nel="" presente="">

La macroalga verde U. lactuca ha mostrato contenuti fino a 249,5 mg di GluE/g dw a seconda della tecnica di estrazione utilizzata (Tabella 2). Sulla base della letteratura, U. lactucaha cellulosa idrosolubile e insolubile corrispondente a polisaccaridi strutturali con un componente principale chiamato ulvano, che contribuisce dal 9 al 36% in peso secco della biomassa [57]. Ulvan è composto principalmente da ramnosio solfato, acidi uronici (acido glucuronico e acido iduronico) e xilosio. A causa della sua natura polare, la solubilità delle soluzioni acquose ulvane è migliorata dall'estrazione ad alte temperature (80–90 ◦C) [58]. La temperatura di estrazione potrebbe essere la ragione per cui il contenuto totale di carboidrati degli estratti di U. lactuca prodotti dall'estrazione tradizionale di acqua calda e dalla combinazione di entrambi i metodi (PEF più HW) era superiore (p < 0,05)="" rispetto="" al="" contenuto="" ottenuto="" utilizzando="" solo="">

Altri autori sottolineano invece l'importanza della variazione stagionale del contenuto di polisaccaridi. Ad esempio, Schiener et al., affermano di identificare le variazioni stagionali e di prevedere i migliori tempi di raccolta per le alghe. L'analisi della composizione stagionale di A. esculenta ha dimostrato che i valori massimi di carboidrati coincidevano con ridotte concentrazioni di proteine, ceneri, polifenoli e umidità [39]. Secondo gli autori, queste relazioni, che variano tra le stagioni e le specie, possono essere utilizzate dalle industrie per massimizzare le rese di colture miratealga marinacomponenti.

2.4. Capacità antiossidanti degli estratti di alghe islandesi

A. esculenta ha avuto la più forte attività di scavenging di DPPH tra gli estratti grezzi delle tre specie di alghe (p <{0}}.05), con="" effetti="" di="" scavenging="" superiori="" al="" 90="" percento="" (tabella="" 3).="" rispetto="" ai="" diversi="" soluzioni="" standard,="" a.="" esculenta="" ha="" mostrato="" un'attività="" di="" lavaggio="" paragonabile="" a="" 100="" µg/ml="" di="" acido="" ascorbico="" (87,9="" percento),="" acido="" gallico="" (91,0="" percento)="" e="" -tocoferolo="" (87,9="" percento).="" i="" nostri="" risultati="" erano="" in="" accordo="" con="" studi="" recenti="" [50],="" che="" riportavano="" anche="" un="">antiossidanteattività degli estratti di A. esculenta. Sorprendentemente, nessuna differenza significativaantiossidantesono state osservate attività tra i diversi metodi di estrazione testati(p > 0.05). Ci si aspettava che gli estratti di PEF mostrassero valori antiossidanti migliori rispetto agli estratti prodotti con l'estrazione tradizionale a caldo poiché altri studi hanno dimostrato che le tecniche verdi (come l'estrazione assistita da microonde o l'estrazione enzimatica) potrebbero efficacemente evitare la decomposizione dei composti bioattivi, esibendo attività antiossidanti più elevate [59 ,60].

La capacità dialga marinaestratti per ridurre lo ione ferrico (Fe3 plus ) in ferroso (Fe2 plus ) e la capacità di scavenging del radicale ABTS è stata anche studiata, rispettivamente con il metodo FRAP e ABTS. I risultati di FRAP hanno mostrato tendenze simili a DPPH, mostrando che A. esculenta aveva la capacità più forte di ridurre lo ione ferrico (Fe3 più) in ferroso (Fe2 più) tra gli estratti grezzi delle tre specie di alghe (p <{4}}.{{6} }5).="" tuttavia,="" è="" stato="" riscontrato="" un="" comportamento="" diverso="" per="" l'abts.="" gli="" estratti="" di="" tutte="" le="" alghe="" hanno="" mostrato="" una="" capacità="" simile="" di="" scavenging="" del="" radicale="" abts="" (p=""> 0,05), indicando che queste specie probabilmente contengono alcuni composti efficienti che sono responsabili della sua attività di scavenging.

In generale, è noto che le alghe brune si presentano più in altoantiossidantepotenziale rispetto alle famiglie rosse e verdi [61]. I nostri risultati hanno anche mostrato che gli estratti acquosi di A. esculenta ha mostrato efficaci attività antiossidanti per quanto riguarda lo scavenging dei radicali liberi e il potere riducente, suggerendo che A. esculenta potrebbe potenzialmente essere una risorsa per gli antiossidanti naturali. L'elevata attività antiossidante osservata per gli estratti di A. esculenta potrebbe essere collegata all'alto contenuto di composti fenolici determinati negli estratti di alghe brune. In molti studi, ilantiossidantel'attività degli estratti di alghe è stata attribuita ai composti fenolici, mostrando correlazioni positive tra contenuto fenolico e capacità di scavenging principalmente con DPPH [62,63]. Risultati di correlazione simili sono stati trovati nel presente studio per gli estratti di A. esculenta (si veda una migliore discussione nella Sezione 2.6. Correlazioni tra composti chimici e proprietà bioattive).

2.5. Attività inibitorie enzimatiche dell'estratto di alghe islandesi

islandesealga marinaGli estratti di s hanno mostrato effetti inibitori positivi verso tutti gli enzimi testati (Tabella 4), aprendo nuove strade per lo sfruttamento degli inibitori enzimatici naturali dalle risorse delle alghe. Per quanto ne sappiamo, questa è la prima volta che le attività enzimatiche inibitorie dell'islandesealga marinasono stati testati estratti prodotti da PEF.

2.5.1. Attività di inibizione della collagenasi

Gli estratti di A. esculenta hanno mostrato un'inibizione della collagenasi positiva che varia dal 68 al 91 percento, mentre gli estratti di P. palmaria e U. lactuca hanno mostrato attività di inibizione insignificante contro la collagenasi (Tabella 4). L'estratto di acqua calda di A. esculenta ha mostrato un'inibizione della collagenasi del 71,1%, che era superiore alla soluzione standard di epigallocatechina{5}}gallato (EGCG) (63,2%) e paragonabile allo standard positivo fornito dal kit enzimatico commerciale (74,9%).Un importante la scoperta è stata che gli estratti di A. esculenta prodotti dal PEF hanno mostrato un'inibizione dell'acollagenasi del 91 percento, esibendo un'attività ancora maggiore rispetto all'inibitore fornito dal kit commerciale. Va evidenziato che tale attività è stata osservata solo negli estratti d'acqua prodotti da PEF e non dalla combinazione di PEF più HW. Questo comportamento può essere spiegato dalla possibilità che il processo dell'acqua calda possa avere un effetto negativo sui composti responsabili dell'inibizione dell'attività della collagenasi. Tuttavia, sono necessari ulteriori studi per spiegare questi risultati a causa della complessità degli estratti di alghe grezze. Il suddetto gruppo di ricerca sta attualmente lavorando all'identificazione delle molecole di inibizione negli estratti di A. esculenta per comprendere meglio questi effetti positivi prodotti dalla PEF.

I risultati relativi all'inibizione della collagenasi da parte degli estratti di A. esculenta sono in accordo con i dati precedenti, in cui A. esculenta viene utilizzato negli estratti commerciali per il suo effetto antietà. La degradazione del collagene si verifica con l'invecchiamento a causa dell'attività della collagenasi, con conseguente formazione di rughe sulla pelle. L'inibizione della collagenasi da parte di composti naturali è un'interessante opportunità per i prodotti antietà. Ad esempio, SEPPIC, un fornitore di ingredienti per l'industria cosmetica, offre un estratto lipofilo di A. esculenta (Kalpariane® AD) [64].

2.5.2. Attività di inibizione dell'elastasi

Solo gli estratti grezzi di A. esculenta hanno inibito l'elastasi, esibendo attività superiori al 70 percento di inibizione (Tabella 4). Tuttavia, le attività antielastasi degli estratti di A. esculenta non differivano statisticamente tra i metodi di estrazione (p > 0.05). Rispetto alle soluzioni di quercetina, un noto inibitore dell'elastasi che ha mostrato un'inibizione del 100% a 1 mM e del 58,7% a 0,5 mM, le prestazioni degli estratti di A. esculenta erano elevate.

L'elastasi è un enzima proteasico che può ridurre l'elastina rompendo specifici legami peptidici. Di conseguenza, l'inibizione dell'attività dell'elastasi nello strato del derma può essere utilizzata per mantenere l'elasticità della pelle [65]. Molti estratti vegetali sono stati identificati come inibitori dell'elastasi [17]; tuttavia, sono state condotte poche indagini sull'inibizione dell'elastasi dalle risorse algali. Secondo i dati della letteratura, i polifenoli estratti dalle piante sono noti per essere potenti inibitori dell'elastasi e della ialuronidasi [66]. Uno studio recente ha riportato che i florotannini, il tipo di tannino nelle alghe brune, gli estratti di alga marina Eisenia bicyclis e l'alga bruna Ecklonia cava, apportano benefici alla pelle riducendo significativamente l'attività dell'elastasi [67]. Gli estratti di A. esculenta prodotti in questo studio hanno mostrato il valori di TPC e TFC più alti rispetto alle altre specie studiate (Tabella 4), quindi questo potrebbe essere il motivo per cui gli estratti acquosi di P. palmaria e U. lactuca non hanno mostrato attività antielastasi. Per confermare questa ipotesi, è stata condotta l'analisi di correlazione di Pearson, suggerendo che l'attività antienzimatica correla positivamente con il contenuto di sostanze fenoliche (vedi ulteriore discussione nella Sezione 2.6. Correlazioni tra composti chimici e proprietà bioattive).

2.5.3. Attività di inibizione della tirosinasi

Gli estratti di A. esculenta sono risultati positivitirosinasiinibizione superiore al 90 percento per tutti i metodi di estrazione utilizzati, mentre gli estratti di P. palmaria e U. lactuca non hanno mostrato effetti inibitori della tirosinasi (Tabella 4). Tuttavia, le attività anti-tirosinasi degli estratti di A. esculenta non differivano (p <{7}}.05) con="" i="" metodi="" di="" estrazione.="" confrontando="" l'effetto="" degli="" estratti="" di="" a.="" esculenta="" con="" le="" soluzioni="" di="" quercetina="" testate,="" gli="" estratti="" grezzi="" delle="" alghe="" brune="" hanno="" mostrato="" attività="" inibitorie="" migliori="" rispetto="" a="" queste="" soluzioni="" (88="" e="" 75="" percento="" rispettivamente="" per="" le="" soluzioni="" di="" quercetina="" da="" 0,5="" e="" 1="" mm).="" sulla="" base="" della="" letteratura,="" diversi="" ricercatori="" hanno="" riportato="" attività="" anti-tirosinasi="" di="" piante,="" batteri="" e="" funghi="" [68].="" tuttavia,="" sebbene="" diversi="" studi="" suggeriscano="" che="" i="" composti="" bioattivi="" derivati="" ​​dalle="" alghe="" marine="" abbiano="" un="" buon="" potenziale="" per="" essere="" utilizzati="" come="" agenti="" sbiancanti="" per="" la="" pelle="" [13],="" questo="" è="" ancora="" un="" dominio="" inesplorato="" e="" sono="" stati="" condotti="" solo="" pochi="" studi.="" la="" maggior="" parte="" degli="" studi="" condotti="" in="" quest'area="" si="" sono="" concentrati="" sulle="" alghe="" brune,="" in="" accordo="" con="" i="" risultati="" del="" presente="" studio="" in="" cui="" gli="" estratti="" di="" a.="" esculenta="" hanno="" mostrato="" le="" migliori="" attività="" anti-tirosinasi.="" ad="" esempio,="" i="" derivati="" ​​del="" floroglucinolo="" e="" i="" florotannini,="" comuni="" metaboliti="" secondari="" presenti="" nelle="" alghe="" brune,="" hanno="" mostrato="" attività="" inibitoria="" contro="" la="" tirosinasi="" a="" causa="" della="" loro="" capacità="" di="" chelare="" il="" rame="" [69].="" in="" uno="" studio="" recente,="" l'estratto="" dell'alga="" bruna="" lessonia="" trabeculate="" prodotto="" dalla="" estrazione="" assistita="" da="" microonde="" ha="" inibito="" un'attività="" tirosinasi="" del="" 33,73="" percento="" [60].="" in="" un="" altro="" studio,="" l'estratto="" dell'alga="" bruna="" turbinaria="" conoides="" ha="" mostrato="" attività="" come="">antiossidanteetirosinasiinibitore, tuttavia, in questo caso, l'etanolo è stato utilizzato come solvente [70]. Una correlazione significativa tra la potenza inibitoria dei polifenoli estratti dalle piante sui funghitirosinasiè stato riportato in studi precedenti [68]. Allo stesso modo, i risultati di questo studio suggeriscono che l'attività inibitoria nei confronti della tirosinasi era positivamente correlata al contenuto di flavonoidi e fenolici (vedi Sezione 2.6. Correlazioni tra composti chimici e proprietà bioattive).

La tirosinasi svolge un ruolo importante nella biosintesi del pigmento di melanina nella pelle. La melanina è responsabile della protezione contro l'irradiazione ultravioletta dannosa, che può causare diverse condizioni patologiche [71]. Inoltre, può creare problemi estetici quando la melanina si accumula sotto forma di macchie iperpigmentate [72]. Pertanto, incorporare inibitori della tirosinasi nei prodotti cosmetici può essere attraente a causa degli effetti sbiancanti e/o schiarenti.

la cistanche può inibire la tirosinasi

2.5.4. Attività di inibizione della ialuronidasi

Tutti ialga marinagli estratti hanno mostrato un'attività anti-ialuronidasi significativamente elevata (Tabella 4), mostrando risultati paragonabili alle soluzioni di acido tannico (un noto inibitore della ialuronidasi). In particolare, gli estratti di A. esculenta hanno mostrato l'100 percento di inibizione per tutti i temi testati. Inoltre, gli estratti di U. lactuca hanno mostrato attività superiori al 90 percento di inibizione, dove l'inibizione degli estratti prodotti da PEF (96,8 percento) e la combinazione di PEF più HW (97,3 percento) era superiore all'inibizione prodotta dal metodo tradizionale dell'acqua calda 93,4 percento) (p < 0,05).="" tutti="" gli="" estratti="" di="" p.="" palmaria="" hanno="" mostrato="" attività="" simili="" (p=""><0,05), l'inibizione="" degli="" estratti="" prodotti="" da="" pef="" era="" (91,9%)="" e="" la="" combinazione="" di="" pef="" più="" hw="" (89,5%)="" e="" il="" metodo="" tradizionale="" dell'acqua="" calda="">

Altri autori hanno anche descritto l'attività anti-ialuronidasi di diversialga marinas estratti,soprattutto per gli estratti ricchi di florotannini da alghe brune [73,74]. Tuttavia, per quanto ne sappiamo, questa è la prima volta che sono state riportate attività inibitorie della ialuronidasi di estratti di P. palmata e U. lactuca prodotti da PEF.

L'acido ialuronico è un componente importante del derma, dove è coinvolto nella riparazione dei tessuti, si rompe con l'invecchiamento, causando rughe e perdita di compattezza della pelle. In questo senso, gli inibitori della ialuronidasi aumentano il livello di acido ialuronico della matrice extracellulare dermica per il miglioramento dell'aspetto dell'invecchiamento della pelle del viso [13]. Pertanto, i risultati di questo studio potrebbero aprire nuove strade per lo sfruttamento degli inibitori naturali della ialuronidasi dalle risorse di alghe con un potenziale utilizzo nei prodotti cosmetici.

In sintesi, i dati raccolti ci hanno permesso di concludere che gli estratti di A. esculenta hanno mostrato attività inibitorie complessivamente migliori rispetto a P. palmaria e U. lactuca nei confronti degli enzimi testati. Pertanto, essendo la specie di alga più promettente con ottime attività antienzimatiche e quindi è stata selezionata per ulteriori studi nel nostro laboratorio. Sebbene gli estratti grezzi di A. esculenta sembrino essere buoni candidati per esperimenti in vitro, sono necessari ulteriori studi per chiarire l'identità dei metaboliti responsabili di questi effetti biologici.

estratto di cistanche: antiossidante

2.6. Correlazioni tra composti chimici e proprietà bioattive

I risultati dell'analisi delle componenti principali (PCA), hanno mostrato che la principale separazione dei gruppi era definita da PC1 e PC2, che rappresentavano rispettivamente il 71,9% e il 14,5% della varianza nei dati (Figura 2). Gli estratti di A. esculenta erano caratterizzati da contenuti più elevati di flavonoidi e composti fenolici, effetti inibitori sugli enzimi (collagenasi, tirosinasi ed elastasi) e valori di DPPH e FRAP, rispetto alle altre specie, P. palmata e U. lactuca. D'altra parte, A. esculenta aveva un contenuto di carboidrati inferiore, soprattutto rispetto a P. palmata (che si trovava sul lato opposto del PC1). La variazione dei dati lungo il PC2 era principalmente correlata all'ABTS e all'inibizione della ialuronidasi. Come indicato dalla posizione sul grafico, P. palmata aveva una correlazione più forte con ABTS mentre U. lactuca era più correlata agli effetti dell'inibizione della ialuronidasi, rispetto a queste due specie.

Un'elevata e significativa correlazione positiva tra TPC, TFC, DPPH, FRAP ed effetti inibitori su collagenasi, elastasi etirosinasiè stato dimostrato dall'analisi di correlazione di Pearson (Tabella 5).

Ciò era in accordo con studi precedenti, riportando che i composti fenolici (compresi i flavonoidi) sono i principali contributori all'attività antiossidante di varialghe[75–77]. L'elevata attività antiossidante degli estratti di macroalghe brune è stata correlata a un gruppo specifico di polifenoli, florotannini e alla loro struttura molecolare unica. Si dice che il phlorotannis delle alghe brune abbia fino a otto anelli fenolici interconnessi che agiscono come trappole di elettroni [78,79]. Ci si aspettava che gli ABT fossero correlati al TPC, altroantiossidanteparametri. Possibili ragioni potrebbero essere che i metodi si basano su diverse condizioni di reazione e che la reattività differisce sia per quanto riguarda il tempo che la gamma di componenti. Ad esempio, il reagente ABTS reagisce con un intervallo più ampio diantiossidanterispetto al radicale DPPH [80]. D'altra parte, una delle limitazioni menzionate per ABTS è una lunga reazione e il tempo di reazione generale potrebbe non consentire il raggiungimento di un punto finale.

I risultati indicano che esiste un'elevata correlazione positiva di TPC e TFC con l'attività inibitoria di collagenasi, elastasi e tirosinasi ({{0}}.93–0.99), mentre la relazione con l'inibizione di ialuronidasi non era così forte (r=0,42 e 0,54, rispettivamente).Ciò indica che altri componenti potrebbero aver contribuito all'effetto inibitorio degli estratti. Altri studi hanno riportato che i polisaccaridi hanno un'attività inibitoria della ialuronidasi, ad esempio l'acido alginico nelle alghe brune [81,82]. Sono necessari ulteriori studi sulla composizione chimica delle specie di macroalghe per gli effetti dei composti isolati sull'enzima per valutare il contributo di ciascun componente chimico poiché in questo studio l'attenzione era rivolta agli estratti grezzi.

I risultati erano in armonia con studi precedenti, affermando che la composizione chimica e i livelli di bioattività degli estratti variano significativamente tra i tre ceppi (alghe rosse, verdi e brune) e tra specie diverse appartenenti allo stesso phylumand sono influenzati dall'età e dai tessuti genere. Inoltre, la composizione e le caratteristiche dipendono da molti fattori ambientali che influenzano la distribuzione e la crescita delle macroalghe. Ad esempio, luce (radiazioni UV), temperatura, disponibilità di nutrienti, esposizione all'aria, movimento dell'acqua, esposizione alle onde e salinità. La temperatura è stata descritta come il fattore che ha gli effetti più forti sulla formazione del pigmento e sulla concentrazione dei nutrienti, sulla salinità e sulle radiazioni UV come fattori che influenzano la concentrazione di TPC [83].

La distribuzione delle diverse specie di macroalghe varia con la profondità dell'acqua. Le posizioni più in alto della costa nella zona intertidale o litoranea sono più stressanti in quanto le specie che vi crescono devono resistere a molteplici cambiamenti dei fattori abiotici dovuti ai cambiamenti delle maree. Ad esempio, l'effetto essiccante dell'aria, l'irraggiamento solare elevato (con la bassa marea), le variazioni di salinità e temperatura e, in condizioni di bassa temperatura dell'aria, compreso il congelamento. Al di sotto della soglia di acqua bassa, l'aumento della profondità determina una diminuzione molto rapida dell'intensità della luce e una minore esposizione all'irraggiamento.

Le alghe che crescono nell'intervallo di marea hanno una minore sensibilità alle radiazioni UV e si riprendono più rapidamente dallo stress solare. Mentre le alghe che crescono nella zona sublitorale sono più sensibili ai raggi UV e hanno un minor recupero dallo stress solare [84]. Allo stesso tempo, la colonna d'acqua fornisce protezione. Nel presente studio l'esposizione alla luce solare era presumibilmente maggiore per P. palmata, rispetto alle altre specie. Altri studi hanno dimostrato che la formazione di MAA è direttamente correlata alla luce solare [85], proteggendo gli organismi dalle radiazioni UV-A e UV-B. Inoltre, è stato dimostrato che la quantità specifica di MAA diminuiva con l'aumentare della profondità di raccolta. Alghe come A. esculenta, sono noti per crescere nella zona sublitorale superiore ma si estendono anche nell'intertidale più bassa appena sopra la filigrana bassa. Ciò significa che la colonna d'acqua ha fornito una protezione maggiore rispetto a P. palmata. Inoltre, le caratteristiche morfologiche sono diverse, le lame di A. esculenta sono più spesse rispetto alle altre due specie. U. lactuca, che cresce principalmente nell'intertida e nel sublitorale, è in grado di fotosintetizzare e crescere con irraggiamenti molto bassi. È stato affermato che l'esposizione alla luce UVB accelera il recupero dei parametri fotosintetici di U. lactuca dagli effetti negativi dei raggi UVA. È più piccolo, di struttura più semplice e di vita più breve (3 mesi) sia di A. esculenta (5–7 anni) che di P. palmata che ha una nuova crescita ogni anno.

In sintesi, si possono trarre le ipotesi che le principali differenze nelle proprietà degli estratti risiedano nella variazione della durata della vita, delle caratteristiche morfologiche e delle condizioni di crescita delle specie di alghe.

3. Materiali e metodi

3.1. Materiali

islandesealga marinas U. lactuca (alghe verdi), A. esculenta (alghe brune) e P. palmata (alghe rosse) sono stati forniti da Icelandic Blue Mussel eAlga marina, che raccoglieva alghe a Breidafjordur (Islanda occidentale). Dopo la raccolta, le alghe sono state essiccate (circa il 90% di materiale secco), macinate e consegnate sottovuoto. I campioni sono stati conservati in un luogo asciutto e buio a temperatura ambiente fino al loro utilizzo.

tirosinasida fungo, L-3,4-diidrossifenilalanina (L-DOPA), elastasi da pancreas suino, acido ascorbico, N-succinil-Ala-Ala-Ala-p-nitroanilide (AAAPVN), ialuronidasi da testicoli bovini , quercetina, -tocoferolo, acido tannico, 2,2-difenil-1-picrylidrazil (DPPH), 2,4,6-tripiridil-s-triazina (TPTZ), Trolox, Folin-Ciocalteu il reagente, l'acido gallico e un kit di analisi colorimetrica dell'attività della collagenasi (MAK293) sono stati acquistati da Sigma-Aldrich Co. (St. Louis, MO, USA). Il sale di sodio dell'acido ialuronico è stato acquistato daMakingCosmetics (Redmond, WA, USA). Tutti gli altri prodotti chimici e reagenti utilizzati erano di grado analitico e ottenuti da VWR International, LLC. L'acqua deionizzata (Elix® Essential, Merck, Darmstadt, Germania) è stata utilizzata per l'estrazione e la preparazione di soluzioni a base d'acqua.

3.2. Design sperimentale

Il disegno fattoriale è stato utilizzato per valutare gli effetti delle specie di alghe islandesi (U. lactuca, A. esculenta, P. palmata) e il trattamento di estrazione (estrazione di acqua calda (HW, 95 ◦C)), l'estrazione PEFassisted (PEF) e la combinazione di entrambi tecniche (PEF più HW), sulla composizione dell'estratto e sulla bioattività (Tabella 6). L'estrazione è stata effettuata in triplicato per ciascun gruppo e ogni replicato dell'estratto è stato analizzato in triplicato.

3.3. L'estrazione di bioattivi dalle alghe islandesi

Lo sfruttamento della biomassa macroalgale a diversi livelli ha motivato gli scienziati a esplorare tecniche di estrazione più ecologiche, efficienti ed economiche, basate su approcci di estrazione verde. In questo lavoro, l'estrazione assistita da PEF è stata valutata come un nuovo metodo ecologico per produrre estratti funzionali, mentre l'estrazione tradizionale di acqua calda è stata utilizzata per il confronto. Inoltre è stato studiato l'effetto della combinazione di entrambe le tecniche, il trattamento PEF delle macroalghe seguito dall'estrazione tradizionale di acqua calda, sul recupero bioattivo. A causa della prevista elettroporazione prodotta nelle membrane cellulari dopo il trattamento fisico, la successiva estrazione con acqua calda potrebbe ulteriormente facilitare il rilascio del materiale intracellulare [86], aumentando la resa di estrazione. È necessario un tempo dopo il trattamento per i materiali per diffondere fuori dalle cellule [87,88], e in questo esperimento le sospensioni hanno aspettato una notte fino alla separazione del liquido (estratto) dalla polpa.

Per quanto riguarda il mezzo di estrazione, per la produzione è stata utilizzata acqua distillataalga marinaestratti per superare i limiti relativi all'uso di solventi tossici e organici. L'acqua ha dimostrato di essere un buon solvente per l'estrazione di diversi composti bioattivi daalga marinas [46,89–91] ed è rispettoso dell'ambiente. Inoltre, l'acqua è comunemente usata per l'estrazione assistita da PEF in quanto è un buon conduttore per l'elettricità.

3.3.1. Procedure di estrazione

Per ogni replica in ogni gruppo,alga marinas (15 g) sono stati immersi per una notte a temperatura ambiente (22 ◦C) in acqua deionizzata (300 mL). Quindi, la sospensione è stata trattata con PEF (PEF), riscaldata (HW) o sia trattata con PEF che riscaldata (PEF più HW). Le sospensioni sono state conservate per una notte in frigorifero, seguita da filtrazione con carta da filtro grossa (20 µm). Quindi i filtrati (estratti) sono stati conservati a 4 ◦C fino alla loro analisi.

L'estrazione assistita da campo elettrico pulsato è stata effettuata utilizzando un generatore di impulsi costruito internamente. Aveva un condensatore FuGHCK-200-2000 (FuG Elektronik GmbH, Rosenheim, Germania) e uno spinterometro (18,5 kV OG75, Perkin-Elmer Optoelectronics, GMBH, Wiese baden, Germania). L'apparecchiatura PEF ha generato impulsi di decadimento esponenziale con un'ampiezza di 0,96 µs e un'ampiezza di 18 kV. È stata utilizzata una camera di trattamento in plexiglass con le dimensioni (L × H × W) 20 × 8 × 2,5 cm, con la distanza più breve tra gli elettrodi della piastra, trattando le sospensioni con un campo elettrico di 8 kV/cm a 1,2 Hz per 10 min.

Gli estratti HW sono stati preparati riscaldando la sospensione in un becher in un bagno di acqua termostatica e mantenuti a 95°C per 45 min. Per il campo elettrico pulsato combinato e il trattamento termico, le sospensioni sono state trattate con PEF e quindi poste in un becher, riscaldate a bagnomaria e mantenute a 95°C per 45 min.

3.3.2. Misure di conducibilità, pH e temperatura

La conducibilità elettrica e il pH delle sospensioni di alghe sono stati misurati dopo l'immersione e dopo i trattamenti di estrazione, a temperatura ambiente, utilizzando un pHmetro (OrionStar™ A215 pH/Conductivity Benchtop Meter, Thermo Scientific, Waltham, MA, USA) dotato di sensore di conducibilità e Elettrodo combinato a triodo pH/ARC. Inoltre sono state registrate le variazioni di temperatura dovute ai trattamenti.

3.4. Profili spettrali degli estratti di alghe

Gli spettri di assorbimento UV-VIS dei diversi estratti di alghe sono stati misurati nell'intervallo da 200 a 450 nm utilizzando uno spettrofotometro Thermo Scientific Evolution 350 UV Vis a doppio raggio (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) con cuvette di quarzo da 1 cm. Sono state eseguite tre scansioni per ciascun estratto di alghe.

3.5. Determinazione del Contenuto Polifenolico Totale

Il contenuto fenolico totale (TPC) inalga marinagli estratti sono stati determinati utilizzando il reagente Folin-Ciocalteu seguendo un metodo leggermente modificato descritto da Zhang [92] utilizzando uno spettrofotometro a micropiastre Sky Multiskan (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA). Un volume di 20 µ l dialga marinal'estratto o la soluzione standard seriale è stata miscelata con 100 µl di reagente Folin-Ciocalteu (10 percento in acqua distillata). Dopo 5 minuti, sono stati aggiunti 80 µL di una soluzione di carbonato di sodio al 7,5 percento (v/p). La miscela di reazione è stata incubata a temperatura ambiente e al buio per 30 minuti. L'assorbanza è stata misurata alla lunghezza d'onda di 760 nm. L'acqua distillata è stata utilizzata come bianco. Una curva standard dell'acido gallico è stata utilizzata per determinare il contenuto fenolico totale ed è stato espresso come µg di equivalenti di acido gallico (GAE) per grammo di sostanza secca (µg GAE/g dw).

3.6. Determinazione del contenuto totale di flavonoidi

Il contenuto totale di flavonoidi (TFC) inalga marinaestratti è stato determinato con il metodo descritto da Kamtekar [93] e adattato a 96-micropiastre a pozzetti. In breve, un volume di 25 µL di estratto di alghe o una soluzione standard seriale è stato miscelato con 100 µL di nitrito di sodio (0,375% p/v). Dopo 5 minuti, 25 µL di cloruro di alluminio (3 percento p/v) sono stati aggiunti alla miscela e incubati per 6 minuti a temperatura ambiente. Quindi, 100 µL di idrossido di sodio (2% p/v) sono stati aggiunti alla miscela e miscelati. Immediatamente, l'assorbanza è stata misurata alla lunghezza d'onda di 510 nm. Come semilavorati sono stati usati acqua distillata ed etanolo. Una curva standard di quercetina (disciolta in etanolo) è stata utilizzata per determinare il contenuto fenolico totale ed è stato espresso come µg di quercetina equivalenti (QE) per grammo di materiale secco (µg QE/g dw).

3.7. Determinazione del contenuto di carboidrati

Il contenuto di zuccheri liberi è stato misurato secondo il metodo descritto da [94], con lievi modifiche. 50 µl di soluzione fenolica (4 percento) e 250 µl di acido solforico (96 percento) sono stati aggiunti a 100 µl di campione o soluzione standard. Dopo 10 minuti di incubazione a temperatura ambiente, l'assorbanza della miscela è stata letta a 490 nm. Una curva standard di glucosio è stata utilizzata per determinare il contenuto totale di carboidrati ed è stato espresso come mg di equivalenti di glucosio (GluE) per grammo di sostanza secca (mg GluE/g dw).

3.8. Proprietà antiossidanti degli estratti di alghe

3.8.1. Saggio di scavenging dei radicali liberi 2,2 difenil-1-picrylidrazyl (DPPH)

Ilantiossidanteattività (DPPH) dialga marinaestratti è stato determinato seguendo la metodologia precedentemente descritta [94] con alcune modifiche. In breve, 200 µL di soluzione di DPPH 10,825 × 10-5 M sono stati aggiunti a 100 µL del campione (1:1 in metanolo) in una96-piastra a pozzetti. Lo stesso volume di DPPH è stato miscelato con 50 µL di standard più 50 µL di metanolo. Quindi i campioni e lo standard sono stati incubati in un luogo buio a temperatura ambiente per 30 minuti. L'assorbanza è stata misurata alla lunghezza d'onda di 517 nm. L'acqua distillata è stata usata come bianco. La capacità di eliminare il radicale DPPH è stata calcolata utilizzando la seguente equazione:

Effetto scavenging ( percentuale )=(1 − (campione A − bianco campione)/(controllo A − bianco ametanolo)) × 100 (1)

dove Acontrol è l'assorbanza del controllo (soluzione di DPPH senza campione), il campione A è l'assorbanza del campione di prova (soluzione di DPPH più campione di prova), il bianco del campione A è l'assorbanza del solo campione (campione senza soluzione di DPPH) eIl bianco di ametanolo è l'assorbimento del solo metanolo. Commercialeantiossidantes (acido ascorbico, acido gallico e -tocoferolo) sono stati usati come controlli positivi.

le cistanche sono antiossidanti

3.8.2. Saggio del potere antiossidante di riduzione degli ioni ferrici (FRAP).

L'attività del FRAP è stata misurata secondo il metodo di Benzie e Strain [95]. In breve, il tampone acetato (300 mM, pH 3,6), 2,4,{6}}tripyridil-s-triazina (TPTZ) 10 mM in HCl 40 mM e FeCl3·6H2O (20 mM) sono stati miscelati nel rapporto di 10:1:1 per ottenere il FRAPreagent funzionante. La miscela di reazione è stata incubata a 37°C per 10 min. Un campione di 50 µl da ogni estratto è stato miscelato con 150 µl di soluzione di lavoro FRAP per 8 minuti a temperatura ambiente. L'assorbanza del prodotto colorato, Ferrous-TPTZ è stata misurata alla lunghezza d'onda di 593 nm. Valori FRAP dialga marinas estratti sono stati espressi come µM di trolox equivalenti (TE) per grammo di materiale secco.

3.8.3. Saggio 2,2 Azino-bis(3-etilbenzotiazolina-6-acido solfonico) (ABTS)

L'analisi è stata eseguita utilizzando il protocollo di decolorazione ABTS [76] con alcune modifiche. Un catione radicale ABTS (ABTS. plus) è stato prodotto facendo reagire ABTS (66 mg) con 10 ml di soluzione di persolfato di potassio (2,45 mM). La miscela è stata lasciata al buio a temperatura ambiente per 12-16 ore prima dell'uso. L'ABTS. più la soluzione è stata diluita con acqua ad un'assorbanza di 0,700 a 734 nm. La miscela di reazione (200 ul) è stata trasferita su una micropiastra, sono stati aggiunti 50 µl di campione e quindi 150 µl di soluzione di reagente. La piastra è stata agitata per 10 s a velocità media e l'assorbanza è stata misurata a 734 nm dopo 5 minuti di incubazione a temperatura ambiente. È stata preparata una curva standard tracciando l'inibizione di A734nm degli standard Trolox in funzione delle loro concentrazioni. Il TroloxequivalenteantiossidanteIl valore della capacità (TEAC) dei campioni è stato calcolato utilizzando l'equazione ottenuta dalla regressione lineare della curva standard sostituita dai valori A734nm per ciascun campione:

TEAC (µM)=(inibizione del campione A734nm − intercetta)/pendenza (2)

Ilantiossidantel'attività è stata espressa in termini di concentrazione di TEAC, µmol/g di alghe di peso secco.

3.9. Attività Antienzimatiche degli Estratti di Alghe

3.9.1. Saggio di inibizione della collagenasi

Un kit colorimetrico dell'attività della collagenasi (MAK293), acquistato da Sigma Aldrich, è stato utilizzato per determinare l'inibizione della collagenasi dialgheestratti. Il kit ha misurato l'attività della collagenasi utilizzando un peptide sintetico (FALGPA) che imita la struttura del collagene. La procedura è stata eseguita secondo le istruzioni del kit.

3.9.2. Saggio di inibizione dell'elastasi

L'inibizione dell'elastasi dialga marinas estratti sono stati studiati in soluzione tampone TRIS con il metodo modificato come descritto in precedenza [96]. In breve, 100 µL di soluzione tampone TRIS 0,1 M (pH 8,0), 25 µL di elastasi (1 U/mL in tampone TRIS) e 25 µL di estratti di campione sono stati miscelati e incubati per 15 minuti a 30°C prima di aggiungere il substrato per iniziare la reazione. Dopo il tempo di incubazione, sono stati aggiunti 50 µL di soluzione 2 mM AAAPVN. Quindi, l'assorbanza a 420 nm è stata monitorata per 20 minuti utilizzando un lettore di micropiastre a una temperatura costante di 30 C. Infine, l'inibizione dell'elastasi è stata calcolata in percentuale utilizzando l'equazione:

percentuale Inibizione=[(∆Abs/min controllo − ∆Abs/min campione)/∆Abs/mincontrollo] × 100 (3)

dove Abscontrol è l'assorbanza del test utilizzando il tampone invece dell'inibitore (campione) e il campione Abs è l'assorbanza degli estratti del campione. La quercetina è stata utilizzata come controllo positivo. Il buffer TRIS è stato utilizzato come vuoto.

effetti diestratto di cistanche:anti età

3.9.3. Saggio di inibizione della tirosinasi

tirosinasiil saggio inibitorio è stato eseguito secondo il metodo precedentemente descritto da [66] utilizzando L-DOPA come substrato. A 20 µ l di campione, 10 µ l di fungotirosinasisoluzione (50 U/mL in tampone fosfato) e 80 µ l di tampone fosfato (pH=6.8) sono stati miscelati in una micropiastra e pre-incubati a 37 ◦C per 5 min. Quindi sono stati aggiunti 90 µL di L-DOPA (2 mg/mL). La formazione di dopacromo è stata immediatamente monitorata per 20 minuti a 475 nm in un lettore di micropiastre a temperatura costante di 37 ◦C. La percentinibizione ditirosinasil'enzima è stato calcolato utilizzando l'equazione:

percentuale Inibizione=[(∆Abs/mincontrollo − ∆Abs/min campione)/∆Abs/mincontrollo] × 100 (4)

dove il controllo Abs è l'assorbanza del test utilizzando il tampone invece dell'inibitore (campione) e il campione Abs è l'assorbanza degli estratti del campione. La quercetina è stata utilizzata come controllo positivo. Il tampone fosfato è stato utilizzato come bianco.

3.9.4. Saggio di inibizione della ialuronidasi

L'attività inibitoria della ialuronidasi è stata misurata come precedentemente descritto da [66] con poche modifiche. Un volume di 100 µl di ialuronidasi dei testicoli bovini di tipo-1-S (2100 U/mL) si è disciolto in 0. Il tampone acetato 1 M (pH 3,5) è stato miscelato con 100 µl di estratto e incubato a 37°C per 20 minuti. Un volume di 200 µL di 6 mM di cloruro di calcio è stato aggiunto alla miscela di reazione, e quindi la miscela è stata incubata a 37°C per 20 minuti. Questa ialuronidasi attivata con Ca2 più è stata trattata con 250 µL di ialuronato di sodio (1,2 mg/mL) disciolto in tampone acetato 0,1 M (pH 3,5), e quindi incubata a bagnomaria a 37 ◦C per 40 min. Alla miscela di reazione sono stati aggiunti 50 µl di idrossido di sodio 0,9 M e 100 µl di borato di sodio 0,2 M e quindi incubati in un bagno d'acqua bollente per 5 minuti. Dopo raffreddamento a temperatura ambiente, alla miscela di reazione sono stati aggiunti 250 µl di soluzione di ρ-dimetilamminobenzaldeide (DAMB). La soluzione DAMB è stata preparata sciogliendo 0,25 g di DAMB in 21,88 mL di acido acetico al 100% e 3,12 mL di acido cloridrico 10N. Il gruppo di controllo è stato trattato con 100 µl di 5% di acqua invece dell'estratto. L'assorbanza è stata misurata alla lunghezza d'onda di 585 nm dopo 45 min. La percentuale di inibizione enzimatica è stata calcolata utilizzando la seguente equazione:

inibizione percentuale=[(Abscontrol - Absample)/Abscontrol] × 100 (5)

dove il controllo Abs è l'assorbanza del test utilizzando il tampone invece dell'inibitore (campione) e il campione Abs è l'assorbanza degli estratti del campione. L'acido tannico è usato come standard di riferimento.

3.10. Analisi statistica

La media dell'analisi triplicata di ogni estratto è stata calcolata e utilizzata per trovare i valori medi e le deviazioni standard per ciascun gruppo (n {{0}}). Sono stati applicati modelli lineari generali (GLM) per fattori fissi per valutare gli effetti principali e le interazioni bidirezionali dei fattori sperimentali (specie e metodi di estrazione) sulle variabili misurate. Inoltre, l'ANOVA e il test di Tukey-Kramer sono stati utilizzati per identificare differenze significative (p <0,05) tra="" i="" gruppi.="" la="" correlazione="" di="" pearson="" è="" stata="" utilizzata="" per="" valutare="" la="" relazione="" lineare="" tra="" le="" variabili.="" l'analisi="" delle="" componenti="" principali="" (pca)="" è="" stata="" utilizzata="" per="" rilevare="" la="" struttura="" nella="" relazione="" tra="" variabili="" misurate="" e="" fattori="" sperimentali.="" la="" pca="" riduce="" i="" dati="" voluminosi="" a="" un="" piccolo="" insieme="" di="" combinazioni="" lineari="" di="" variabili="" correlate="" (cioè="" fattori)="" basate="" su="" modelli="" di="" correlazione="" tra="" le="" variabili="" originali.="" le="" combinazioni="" di="" attributi="" lineari="" risultanti="" possono="" essere="" utilizzate="" per="" profilare="" caratteristiche="" specifiche="" del="" prodotto="" in="" base="" alle="" variabili="" studiate.="" tutte="" le="" analisi="" statistiche="" sono="" state="" eseguite="" utilizzando="" ncss="" 2020="" statisticalsoftware="" (2020)="" (ncss,="" llc.,="" kaysville,="" ut,="">

estratto di cistanche antietà

4. Conclusioni

I risultati di questo primo esperimento di screening hanno mostrato il potenziale di tre islandesialga marinaspecie fornendo effetti benefici efficaci attraverso diversi percorsi. L'approccio verde sviluppato utilizzando campi elettrici pulsati acquosi ha mostrato risultati simili all'estrazione tradizionale di acqua calda, mostrando numerosi vantaggi come la sua natura non termica e il tempo di estrazione più breve (10 min contro 45 min). Tra le tre specie di alghe, la macroalga bruna A. esculenta ha mostrato il più alto contenuto di TPC e TFC esibendo anche il maggioreantiossidantecapacità Inoltre, gli estratti d'acqua di A. esculenta hanno mostrato attività inibitorie migliori rispetto a P. palmaria e U. lactuca nei confronti di collagenasi, elastasi, tirosinasi e ialuronidasi essendo i più promettentialga marinaspecie con ottime attività antienzimatiche per il loro utilizzo nello sbiancamento cutaneo,anti etàe la salute della pelle. È interessante notare che l'A. gli estratti di esculenta prodotti con il metodo PEF hanno mostrato un'inibizione della collagenasi del 91%, superiore all'attività di inibizione mostrata dall'estrazione tradizionale con acqua calda e persino superiore all'inibitore fornito dal kit commerciale. In conclusione, il nostro studio preliminare suggerisce che l'islandesealga marina-estratti a base, in particolare estratti dalla macroalga bruna A. esculenta, prodotti da estrazione assistita da campi elettrici pulsati acquosi sono potenziali ingredienti funzionali che potrebbero essere utilizzati come composti attivi per formulazioni cosmetiche e cosmeceutiche nel prossimo futuro.

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