Khám phá tiềm năng chiết xuất từ ​​tảo biển Iceland được sản xuất bằng phương pháp chiết xuất có hỗ trợ điện trường trong nước cho các ứng dụng mỹ phẩm Phần 1

Xin vui lòng liên hệoscar.xiao@wecistanche.comđể biết thêm thông tin

Trừu tượng:Mối quan tâm ngày càng tăng đối với sức khỏe tổng thể đang thúc đẩy thị trường toàn cầu về các thành phần tự nhiên không chỉ trong ngành công nghiệp thực phẩm mà còn trong lĩnh vực mỹ phẩm. Trong nghiên cứu này, một cuộc kiểm tra các ứng dụng mỹ phẩm tiềm năng của chiết xuất nước từ ba loại tảo biển Iceland được tạo ra bằng điện trường xung (PEF) đã được thực hiện. Các chiết xuất do PEF sản xuất từ ​​Ulloa Lactuca, Alaria esculenta và Palmaria palmitate được so sánh với chiết xuất bằng nước nóng truyền thống về hàm lượng polyphenol, flavonoid và carbohydrate. Hơn thế nữa,chất chống oxy hóacác đặc tính và hoạt động ức chế enzym được đánh giá bằng cách sử dụng các xét nghiệm in vitro. PEF cho kết quả tương tự như phương pháp truyền thống, cho thấy một số ưu điểm như bản chất không nhiệt và thời gian chiết xuất ngắn hơn. Trong số ba loài Iceland,Alariaesculentacho thấy hàm lượng cao nhất của các hợp chất phenolic (giá trị trung bình 8869,7 ug GAE / g dw） và giá trị trung bình flavonoid （12.098,7 ug QE / g DW） các hợp chất, cũng thể hiện khả năng chống oxy hóa cao nhất. Hơn nữa, chiết xuất Alaria esculenta thể hiện xuất sắcchống lại enzymhoạt động (76,9, 72,8, 93. 0 và 100 phần trăm cho collagenase, elastase,tyrosinase, và hyaluronidase, tương ứng) để sử dụng chúng trong các sản phẩm làm trắng da và chống lão hóa. Do đó, nghiên cứu sơ bộ của chúng tôi cho thấy rằng các chất chiết xuất dựa trên Alaria esculenta của Iceland do PEF sản xuất có thể được sử dụng làm nguyên liệu tiềm năng cho các công thức mỹ phẩm tự nhiên và mỹ phẩm.

Từ khóa:tảo vĩ mô; Uloa lactuca; Alaria esculenta;Palmariacây cọ; Chiết xuất với sự hỗ trợ của PEF; các hợp chất hoạt tính sinh học; chiết xuất xanh; thành phần tự nhiên; mỹ phẩm

Vui lòng bấm vào đây để biết thêm

1. Giới thiệu

Trong những năm gần đây, nhu cầu về các hợp chất hoạt tính sinh học mới có tiềm năng có lợi cho sức khỏe đã tăng lên đáng kể. Nhiều nhóm nghiên cứu đã tập trung vào nghiên cứu các sinh vật biển, chẳng hạn như tảo vĩ mô, để tìm ra các nguồn hợp chất tự nhiên mới và bền vững cho các ứng dụng trong ngành nông nghiệp thực phẩm, dược học, thực phẩm và gần đây là trong lĩnh vực mỹ phẩm [1 , 2]. Macroalgae là một nhóm sinh vật quang hợp lớn và không đồng nhất được đặc trưng bởi sự đa dạng sinh học khổng lồ và thành phần sinh hóa phức tạp. Theo cấu trúc hóa học và hàm lượng sắc tố, tảo vĩ mô có thể được chia thành ba dòng bao gồm tảo nâu (Phaeophyceae), tảo đỏ (Rhodophyta) và tảo lục (Viridiplantae). Các hợp chất tảo được lưu trữ bên trong tế bào chất hoặc liên kết với màng tế bào; do đó, sự phá vỡ tế bào là rất quan trọng đối với việc xác định giá trị của sinh khối tảo. Ngoài ra, thành phần thành tế bào rất khác nhau giữa các loài tảo, từ màng nhỏ đến cấu trúc phức tạp nhiều lớp, làm cho việc thu hồi các sản phẩm tảo là một thách thức [3].

nguồn polysaccharid, protein, lipid và nhiều chất chuyển hóa thứ cấp như hợp chất phenolic, terpenoit, carotenoid, sắc tố và các dẫn xuất nitơ [4-6]. Mặc dù các chất chuyển hóa sơ cấp có tầm quan trọng thiết yếu, nhưng dữ liệu gần đây đã chỉ ra rằng hàm lượng các chất chuyển hóa thứ cấp quyết định các hoạt động sinh học của chất chiết xuất từ ​​rong biển [7].

Cistanche có thể cải thiện khả năng miễn dịch

Mối quan tâm ngày càng tăng về sức khỏe tổng thể và sức khỏe, cũng như nhận thức về các hóa chất có hại trong các sản phẩm hàng ngày, đang thúc đẩy thị trường toàn cầu về các thành phần tự nhiên và hữu cơ [8]. Trong những năm qua, ý thức của người tiêu dùng đối với việc ưa thích các thành phần tự nhiên và các sản phẩm thân thiện với môi trường đã mở rộng từ ngành công nghiệp thực phẩm sang ngành mỹ phẩm và chăm sóc cá nhân [9]. Hơn nữa, trong bối cảnh hiện nay của sự nóng lên toàn cầu và các vấn đề sinh thái, nhận thức của cộng đồng về các vấn đề môi trường ngày càng được nâng cao. Trước những lo ngại hiện tại, người tiêu dùng đã hướng sở thích của họ sang các sản phẩm xanh, lành mạnh và không chứa hóa chất. Do đó, ngành công nghiệp mỹ phẩm hiện đang thay thế các hóa chất độc hại và các thành phần có hại bằng các hợp chất mới và tự nhiên có giá trị cao để sản xuất các sản phẩm làm đẹp "sạch về mặt hóa học" [10].

Mỹ phẩm từ trước đến nay thường được định nghĩa là những sản phẩm dùng để bôi lên cơ thể con người để làm sạch, làm đẹp hoặc tăng sức hấp dẫn mà không ảnh hưởng đến cấu trúc hoặc chức năng của cơ thể. Tuy nhiên, xu hướng mới và nhu cầu của người tiêu dùng gần đây đã thúc đẩy sự phát triển của các sản phẩm mới cung cấp nhiều lợi ích với nỗ lực tối thiểu. Thuật ngữ thẩm mỹ hiện nay thường được sử dụng để mô tả các sản phẩm mỹ phẩm có các thành phần hoạt tính sinh học tuyên bố có lợi ích y tế hoặc giống như thuốc [11]. Dược mỹ phẩm thường chứa các thành phần chức năng như vitamin, hóa chất thực vật, enzym, chất chống oxy hóa và / hoặc tinh dầu [12]. Vì một loạt các hợp chất hoạt tính sinh học này đã được tìm thấy trong các loại tảo vĩ mô, việc nghiên cứu tảo biển mới và các chất chiết xuất từ ​​tảo biển đã được chứng minh là một lĩnh vực đầy hứa hẹn của các nghiên cứu về mỹ phẩm và mỹ phẩm|13,14].

Một số chất chuyển hóa thứ cấp có nguồn gốc từ rong biển được biết đến với những tác dụng có lợi cho sức khỏe đối với da, chẳng hạn như các đặc tính bảo vệ hình ảnh, dưỡng ẩm, chống oxy hóa, chống viêm và tái tạo|15]. Dựa trên những tác dụng hữu ích này, tảo được kết hợp trong các sản phẩm thẩm mỹ như kem chống nắng, sản phẩm chống lão hóa, cũng như để ngăn ngừa tăng sắc tố, trong khi polysaccharid được sử dụng để giữ ẩm cho da và ngăn ngừa khô da [16]. Trong quá trình lão hóa, ma trận ngoại bào-thiếu niên dễ bị hoạt động quá mức của các enzym phân giải protein như collagenase và elastases, dẫn đến những thay đổi có thể nhìn thấy trên da, chẳng hạn như nếp nhăn hoặc mất độ đàn hồi của da. Một cách tiếp cận đầy hứa hẹn để ngăn ngừa lão hóa da bên ngoài là ức chế các hoạt động của collagenase và elastase bởi các hợp chất tự nhiên. Các chất chiết xuất từ ​​thực vật đã được nghiên cứu rộng rãi và phát hiện có các hoạt động chống collagenase và chống elastase [17]. Tuy nhiên, có rất ít thông tin về các hoạt động enzym ức chế của các chất chiết xuất từ ​​rong biển.

Các phương pháp chiết xuất được áp dụng thường xuyên nhất để phân lập hoạt tính sinh học từ rong biển dựa trên các kỹ thuật thông thường. Tuy nhiên, việc sử dụng các phương pháp truyền thống có một số hạn chế, chẳng hạn như sử dụng nhiều dung môi hữu cơ, thời gian chiết xuất lâu hơn, nhiệt độ cao, các vấn đề về chọn lọc, yêu cầu năng lượng cao và hệ số của các hợp chất gây nhiễu hoặc không có mục tiêu [18]. Do đó, các kỹ thuật chiết xuất mới dựa trên các nguyên tắc hóa học xanh có tiềm năng được quan tâm [19].

Điện trường xung (PEF) là một công nghệ chế biến thực phẩm mới nổi, không dùng nhiệt và tiết kiệm năng lượng [20]. PEF liên quan đến việc áp dụng các xung điện trường thường ở điện áp cao (dải kV) và khoảng thời gian ngắn (micro hoặc nano giây) vào một sản phẩm được đặt giữa hai điện cực [21]. Việc ứng dụng xung điện tạo ra sự hình thành các lỗ xốp thuận nghịch hoặc không thể đảo ngược trong màng tế bào, được định nghĩa là sự kết hợp điện hoặc sự ổn định điện, do đó tạo điều kiện cho sự khuếch tán nhanh chóng của dung môi và tăng cường sự truyền khối của các hợp chất nội bào [22]. Các ứng dụng gần đây tập trung vào việc sử dụng năng lượng điện xung như một kỹ thuật chiết xuất (chiết xuất có sự hỗ trợ của PEF) từ các sản phẩm sinh học, thực phẩm và nông nghiệp [23]. Với việc xử lý PEF, việc thu được dịch chiết có độ tinh khiết cao hơn là khả thi, tăng tỷ lệ chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học như polyphenol, carotenoid hoặc anthocyanin, loại bỏ việc sử dụng dung môi hữu cơ và rút ngắn thời gian chiết xuất [24,25]. Xử lý PEF đã được áp dụng thành công để chiết xuất các hợp chất có giá trị từ các nguồn biển khác nhau, chẳng hạn như protein [26-28], carbohydrate [29,30], lipid [31,32] và các sắc tố như carotenoid, diệp lục, hoặc phycocyanins [22,33,34] từ vi tảo và rong biển.

Vì vậy, mục tiêu chính của nghiên cứu này là đánh giá các ứng dụng mỹ phẩm tiềm năng của chiết xuất PEF từ ba loài tảo vĩ mô phát triển ở Iceland: U. Lactuca (tảo lục lam), A.esculenta (tảo vĩ mô nâu) và P.palmata (tảo biển đỏ ). Trong một nỗ lực, để phát triển các thành phần hữu cơ và tự nhiên cho các công thức xanh, chiết xuất với sự hỗ trợ của PEF đã được đề xuất như một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường cho chiết xuất dung môi hữu cơ truyền thống. Sau quá trình chiết xuất, chiết xuất rong biển dạng nước được đặc trưng về hàm lượng polyphenol, flavonoid và carbohydrate. Hơn nữa, các đặc tính chống oxy hóa và các hoạt động ức chế enzym đã được đánh giá bằng cách sử dụng các xét nghiệm hoạt tính in vitro. Các kết quả được báo cáo ở đây sẽ cung cấp cơ sở để nâng cao hiểu biết về tảo vĩ mô nâu, đỏ và xanh lá cây để tạo ra các thành phần hoạt tính cho các công thức cải tiến trong các sản phẩm mỹ phẩm có chứa các hợp chất hoạt tính sinh học được phân lập từ các nguồn tự nhiên và bền vững.

2. Kết quả và thảo luận

2.1 Khai thác có sự hỗ trợ củaEF để chế biến sinh khối rong biển Iceland

Kết quả cho thấy độ dẫn điện cao nhất trong huyền phù được điều chế từ A.esculenta, tiếp theo là P.palmata và U. lactuca (p<0.05)(table 1).="" however,="" the="" effect="" of="" treatment="" type="" was="" not="" identified="" as="" significant="" (p="">0. 05). Phép đo độ dẫn điện đã được các tác giả khác sử dụng thành công để đánh giá hiệu quả của điều trị PEF trong các mô sinh học nhằm giải phóng các chất ion nội bào, do kết quả của việc tăng tính thấm qua màng tế bào [35-37].

Trong nghiên cứu của chúng tôi, các kết quả không cho thấy PEF giải phóng mạnh hơn các chất này, vì những thay đổi về độ dẫn điện gây ra bởi các xử lý chiết xuất có xu hướng cao nhất ở huyền phù HIW. Các nghiên cứu trước đây đã kết luận rằng độ dẫn điện ban đầu của môi trường ngoại bào ảnh hưởng đến hiệu quả kết hợp điện nhưng vẫn chưa có sự thống nhất về mối quan hệ tích cực hay tiêu cực giữa hai yếu tố này [38]. Sự khác nhau về độ dẫn điện và đặc tính của vật liệu có thể làm cho việc so sánh trở nên phức tạp. Trong nghiên cứu của chúng tôi, có sự khác biệt lớn giữa độ dẫn điện của huyền phù A.esculenta và hai loài còn lại, điều này không được phản ánh ở mức độ thay đổi độ dẫn điện trong quá trình xử lý chiết xuất. Người ta đã tuyên bố rằng hàm lượng tro của rong biển nâu có thể chiếm hơn 50% trọng lượng khô của nó [39], bao gồm phần lớn các ion, điều này có thể giải thích một phần về độ dẫn điện cao trong huyền phù A.esculenta so với hai loài còn lại.

Kết quả cho thấy rằng độ pH trong huyền phù của U. Lactuca thấp hơn so với hai loài còn lại, nhưng không có tác dụng rõ ràng nào từ loại chiết xuất được tạo ra. Nhiệt độ đã được tăng từ 22 ± 1 độ trước khi xử lý, lên 95 độ theo CTNH (đối với tất cả các loài), lên 36. 0 ± 1. 0 độ C, 46,3 ± 0. 6 độ và 51. 0 ± 1 độ bởi PEE, trong huyền phù A.esculenta, P.palmata và U. Lactuca. Xu hướng tương tự cũng được nhận thấy đối với các nhóm được điều trị bằng PEF, sau đó được tiếp tục đốt nóng bởi CTNH. Sự gia tăng nhiệt độ là do sự chuyển đổi năng lượng điện thành nhiệt năng (làm nóng ohmic), trong hệ thống treo trong quá trình điều trị PEF. Mức độ tăng nhiệt độ được biết là tỷ lệ thuận với dòng điện áp dụng nhưng tỷ lệ nghịch với độ dẫn điện. Điều này có thể giải thích tại sao P. palmate và U. Lactuca đạt nhiệt độ cao hơn trong quá trình xử lý PEF mặc dù chúng có độ dẫn điện thấp hơn A. esculent.

2.2. Quang phổ hấp thụ UV-VIS của chiết xuất rong biển Iceland

Các loại tảo biển được nghiên cứu khác nhau về cấu hình quang phổ (Hình 1), cho thấy rằng thành phần và khả năng hấp thụ tia cực tím khác nhau giữa các loài. Tuy nhiên, loại kỹ thuật chiết xuất không cho thấy hiệu quả rõ rệt trong phổ hấp thụ UV; chất chiết xuất từ ​​rong biển cho thấy cấu hình hấp thụ tương tự nhau bất kể phương pháp chiết xuất nào.

Quang phổ hấp thụ UV của u tảo lục. Lactuca cho thấy đỉnh nổi bật trong dải UV-B (280-320 nm) (Hình la), trong khi các chất chiết xuất từ ​​tảo nâu A.esculenta không cho thấy sự hình thành vùng hấp thụ rõ ràng (Hình lc). Tuy nhiên, kết quả cho thấy độ hấp thụ mạnh hơn ở bước sóng 220 nm trong dịch chiết A.esculenta so với U.lactuca và P. palmata được cho là do hàm lượng cao các hợp chất phenol trong A.esculenta (Bảng 2). Cực đại hấp thụ trong phạm vi này có liên quan đến mối liên hệ giữa các hợp chất phenolic và alginat. Mối quan hệ này được cho là để bảo toàn khả năng hấp thụ tia cực tím của các hợp chất phenolic theo thời gian [40].

Một phát hiện thú vị hơn là kết quả thu được đối với chất chiết xuất từ ​​tảo đỏ, P. palmata đã hấp thụ một phần bức xạ UV-A (320-400 nm). Người ta biết rằng tảo đỏ tích tụ các hợp chất bảo vệ quang có khả năng hấp thụ bức xạ tia cực tím như axit amin giống mycosporine (MAAs), hấp thụ trong vùng UV cụ thể này [41]. P. palmata xuất sắc trong phổ hấp thụ tia cực tím với các cực đại nổi bật trong khoảng từ 320 đến 340 nm phù hợp với sự hiện diện của các MAA hấp thụ trong khoảng này [42], chẳng hạn như polyphenol (cực đại hấp thụ ở 332 nm), tiểu hành tinh -330 ( đỉnh hấp thụ ở bước sóng 330nm), Porphyra -334 (đỉnh hấp thụ ở bước sóng 334 nm) và những chất khác [43]. Bởi vì các điều kiện chiết xuất, chẳng hạn như loại dung môi, được biết là ảnh hưởng đến hiệu quả chiết xuất, các kết quả trong nghiên cứu này được so sánh với các nghiên cứu trước đây về chiết xuất MAA bằng nước từ P. palmitate. Trong các nghiên cứu này, các đỉnh cực đại hấp thụ được phát hiện ở 325 đến 330 nm [44l, như trong nghiên cứu này. Do đó, có thể giả định rằng các đỉnh quan sát được trong khoảng từ 320 đến 340 nm có thể là do sự hiện diện của MAA.

Sự khác biệt trong quang phổ hấp thụ giữa 350 và 700 nm đã được giải thích là do sự hiện diện của các sắc tố phụ khác nhau trong các hệ thống quang học tương ứng của tảo lục lam, nâu và đỏ, chlorophyll-b (450-500 nm), fucoxanthin ({{4} } nm), và phyco-erythrin (600-650 nm) tương ứng [45]. Nồng độ của các hợp chất hòa tan trong nước trong các chất chiết xuất có tác động mạnh hơn. Do đó, mô hình phản ánh sự khác biệt về sắc tố giữa các loài tảo không rõ ràng trong nghiên cứu này. 2.3. Tổng hàm lượng Phenolic, Flavonoid và Carbohydrate trong chiết xuất rong biển Iceland

Tổng hàm lượng phenol trong rong biển dao động từ 1592 đến 9368 ug GAE / g dw (Bảng 2). Loài tảo nâu A.esculenta có số lượng cao nhất (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) và hàm lượng phenol trong A.esculenta cao hơn ba lần so với các loài khác (A.esculenta: 37 mg phloroglucinol tương đương (PGE) / g dw; S.latissma: 8 mg PGE / g dw; P. palmata: 5 mg GAE / g dw). Hơn nữa, trong cùng một nghiên cứu, các tác giả báo cáo rằng hàm lượng polyphenol thay đổi theo mùa, trong khi sự khác biệt về không gian (tảo được thu hoạch ở Na Uy, Pháp và Iceland) cho thấy một tác động nhỏ. Ví dụ, Gager và cộng sự (2020) nhận thấy rằng có ảnh hưởng đáng kể của sự thay đổi theo mùa trong hàm lượng polyphenol của A.esculenta, với hơn 300 mg GAE / g DW vào mùa thu so với dưới 20 mg GAE / g DW vào mùa xuân. . Phlorotannin từ bảy loại tảo biển nâu được thu hoạch thương mại ở Brit-tany (Pháp) được phát hiện bằng 1 H NMR và các thử nghiệm trong ống nghiệm: sự biến đổi theo thời gian và khả năng định giá trong các ứng dụng mỹ phẩm. Các mẫu của chúng tôi được thu thập vào tháng 7 (U.lactuca và A. esculenta) và vào tháng 11 (P.palmata). Trong nghiên cứu của Roleda [48], hàm lượng trung bình trong A.esculenta từ Trondheim, Na Uy (không được thu thập ở Iceland) vào mùa hè là 40mg PGE / g dw và P. palmata từ Iceland nhưng là 4 mg GAE / g dw vào mùa thu. Các giá trị cao hơn được báo cáo so với nghiên cứu của chúng tôi có thể được giải thích bởi môi trường chiết được sử dụng (80:20 axeton: nước), có khả năng dẫn đến năng suất chiết xuất cao hơn. Hàm lượng polyphenol cao hơn cũng được tìm thấy đối với các chất chiết xuất từ ​​A.esculenta bằng cách sử dụng hỗn hợp etanol và nước (50:50) với sóng siêu âm [49]. Tuy nhiên, sử dụng cùng một môi trường chiết và chiết bằng dung môi cổ điển, A.esculenta được báo cáo là chứa 44,1 mg GAE / 100 g dw trong dịch chiết nước [50], tương đối giống với chất được quan sát trong nghiên cứu này.

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), ngoại trừ U. Lactuca. Kết quả cho thấy CTNH và sự kết hợp của cả hai kỹ thuật (PEF cộng với CTNH) là những kỹ thuật hiệu quả nhất để chiết xuất flavonoid ở U. Lactuca (p<>

Có rất nhiều nghiên cứu về hàm lượng flavonoid trong thực vật trên cạn, nhưng các nghiên cứu về hàm lượng flavonoid trong tảo rất khan hiếm [51] và đặc biệt là ở các loài được nghiên cứu trong công trình này. Cụ thể, nghiên cứu của Ummat et al. [49] báo cáo rằng chiết xuất với sự hỗ trợ của siêu âm đã tăng cường khả năng thu hồi flavonoid trong tảo biển alTl được khảo sát (bao gồm cả A, esculenta) so với chiết xuất bằng dung môi thông thường sử dụng hỗn hợp 50% etanol. Trong một nghiên cứu khác, flavonoid được định lượng trong chiết xuất metanol của bốn loài Uloa (Ulloa clathrate, Uloa Linza, Ulloa flexuosa và Uloua gutis) được trồng tại các khu vực khác nhau của bờ biển phía bắc của Vịnh Ba Tư ở phía nam Iran; hàm lượng flavonoid của chiết xuất tảo thay đổi từ 8 đến 33 mg RE / g dw [52]. Tuy nhiên, các nghiên cứu trước đây của cùng một nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra những thay đổi rõ rệt trong các thành phần hóa học với sự thay đổi của các mùa và điều kiện môi trường [53]. Do đó, hơi khó để có một cái nhìn tổng quan đầy đủ về thư mục của các hợp chất hoạt tính sinh học này trong rong biển, do thiếu các nghiên cứu đã được công bố, nhưng cũng do những thay đổi về hàm lượng flavonoid bị ảnh hưởng bởi các điều kiện trồng trọt và vị trí địa lý.

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="">

Các loài tảo lục vĩ. lactuca cho thấy hàm lượng lên đến 249,5 mg GluE / g dw tùy thuộc vào kỹ thuật chiết xuất được sử dụng (Bảng 2). Dựa trên các tài liệu, U. lactuca có cellulose hòa tan trong nước và không hòa tan tương ứng với các polysaccharide cấu trúc với thành phần chính gọi là ulvan, đóng góp từ 9 đến 36 phần trăm trọng lượng khô của sinh khối [57]. Ulvan chủ yếu bao gồm rhamnose sulfated, axit uronic (axit glucuronic và axit iduronic), và xylose. Do bản chất phân cực của nó, khả năng hòa tan của ulvan trong dung dịch nước được tăng cường bằng cách chiết xuất ở nhiệt độ cao (80-90 độ) 58]. Nhiệt độ chiết xuất có thể là lý do tại sao tổng hàm lượng carbohydrate của các chất chiết xuất từ ​​U. Lactuca được tạo ra bằng cách chiết xuất bằng nước nóng truyền thống và sự kết hợp của cả hai phương pháp (PEF cộng với HW) cao hơn (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. Khả năng chống oxy hóa của chiết xuất tảo biển Iceland

A.esculenta có hoạt động thu dọn DPPH mạnh nhất trong số các chất chiết xuất thô của ba loài tảo (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). Người ta mong đợi rằng các chất chiết xuất từ ​​PEF sẽ thể hiện giá trị chống oxy hóa tốt hơn so với các chất chiết xuất được tạo ra bằng cách chiết xuất truyền thống nóng vì các nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng các kỹ thuật xanh (như chiết xuất có hỗ trợ vi sóng hoặc chiết xuất bằng enzym) có thể tránh được sự phân hủy của các hợp chất hoạt tính sinh học một cách hiệu quả, thể hiện cao hơn các hoạt động chống oxy hóa [59,60].

Khả năng của chất chiết xuất rong biển để khử sắt (Fe3 cộng) thành ion sắt (Fe2 cộng) và khả năng loại bỏ gốc ABTS cũng đã được nghiên cứu, tương ứng bằng phương pháp FRAP và ABTS. Kết quả FRAP cho thấy xu hướng tương tự như DPPH, cho thấy A.esculenta có khả năng khử sắt (Fe) thành ion sắt (Fe2) mạnh nhất trong số các chất chiết xuất thô của ba loài tảo (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), cho thấy những loài này có thể chứa một số hợp chất hiệu quả chịu trách nhiệm cho hoạt động nhặt rác của chúng.

Nhìn chung, tảo nâu được biết là có khả năng chống oxy hóa cao hơn so với các họ màu đỏ và xanh lá cây [61]. Kết quả của chúng tôi cũng cho thấy rằng chiết xuất nước từ A.esculenta thể hiện các hoạt động chống oxy hóa hiệu quả liên quan đến việc loại bỏ các gốc tự do và giảm năng lượng, cho thấy rằng A.esculenta có khả năng là một nguồn cung cấp các chất chống oxy hóa tự nhiên. Hoạt động chống oxy hóa cao được quan sát thấy đối với các chất chiết xuất từ ​​A.esculenta có thể liên quan đến hàm lượng cao trong các hợp chất phenol được xác định trong các chất chiết xuất từ ​​tảo nâu. Trong nhiều nghiên cứu, hoạt động chống oxy hóa của chất chiết xuất từ ​​tảo đã được quy cho các hợp chất phenolic, cho thấy mối tương quan tích cực giữa hàm lượng phenolic và khả năng nhặt rác hầu hết với DPPH [62,63]. Các kết quả tương quan tương tự cũng được tìm thấy trong nghiên cứu hiện tại đối với các chất chiết xuất từ ​​A.esculenta (xem thảo luận kỹ hơn trong Phần 2.6. Mối tương quan giữa các hợp chất hóa học và đặc tính hoạt tính sinh học).

2.5. Hoạt động ức chế enzym của chiết xuất rong biển Iceland

Chất chiết xuất từ ​​tảo biển Iceland thể hiện tác dụng ức chế tích cực đối với tất cả các enzym được thử nghiệm (Bảng 4), mở ra con đường mới cho việc khai thác các chất ức chế enzym tự nhiên từ các nguồn tảo. Theo hiểu biết của chúng tôi, đây là lần đầu tiên các hoạt động ức chế enzym của chất chiết xuất từ ​​rong biển Iceland do PEF sản xuất đã được thử nghiệm.

2.5.1. Hoạt động ức chế collagenase

Chiết xuất A.esculenta cho thấy khả năng ức chế collagenase dương tính từ 68 đến 91%, trong khi chiết xuất P. palmaria và U. Lactuca thể hiện các hoạt động ức chế không đáng kể đối với collagenase (Bảng 4). Chiết xuất nước nóng A.esculenta thể hiện hoạt động ức chế collagenase 71,1%, đó là cao hơn dung dịch tiêu chuẩn epigallocatechin -3- gallate (EGCG) (63,2 phần trăm) và có thể so sánh với chất chuẩn dương tính do bộ enzym thương mại cung cấp (74,9 phần trăm). Một phát hiện quan trọng là các chất chiết xuất từ ​​A.esculenta do PEF sản xuất cho thấy sự ức chế collagenase 91%, thể hiện hoạt tính thậm chí cao hơn chất ức chế được cung cấp bởi bộ công cụ thương mại. Cần lưu ý rằng hoạt động này chỉ được quan sát thấy trong các chất chiết xuất từ ​​nước do PEF sản xuất chứ không phải do sự kết hợp của PEF với CTNH. Hành vi này có thể được giải thích bởi khả năng quá trình nước nóng có thể có tác động tiêu cực đến các hợp chất chịu trách nhiệm ức chế hoạt động của collagenase. Tuy nhiên, các nghiên cứu bổ sung là cần thiết để giải thích những kết quả này do sự phức tạp của các chất chiết xuất từ ​​tảo thô. Nhóm nghiên cứu nói trên hiện đang nghiên cứu xác định các phân tử ức chế trong chiết xuất A.esculenta để hiểu rõ hơn về những tác động tích cực này do PEF tạo ra.

Các kết quả liên quan đến việc ức chế collagenase của chiết xuất A.esculenta phù hợp với dữ liệu trước đây, trong đó A.esculenta đang được sử dụng trong các chiết xuất thương mại do tác dụng chống lão hóa của nó. Sự suy thoái của collagen xảy ra cùng với quá trình lão hóa do hoạt động của collagenase, dẫn đến các nếp nhăn trên da. Sự ức chế collagenase bởi các hợp chất có trong tự nhiên là một cơ hội thú vị cho các sản phẩm chống lão hóa. Ví dụ, SEPPIC, một nhà cung cấp các thành phần cho ngành mỹ phẩm, đang cung cấp một chiết xuất ưa mỡ của A. esculenta (KalparianeAD) [64].

2.5.2. Hoạt động ức chế Elastase

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). So với các dung dịch quercetin, một chất ức chế elastase nổi tiếng cho thấy sự ức chế 100% ở 1 mM và 58,7% ở 0,5 mM, hiệu suất của các chất chiết xuất từ ​​A.esculenta là cao.

Elastase là một enzyme proteinase có thể làm giảm elastin bằng cách phá vỡ các liên kết peptide cụ thể. Do đó, sự ức chế hoạt động của elastase trong lớp hạ bì có thể được sử dụng để duy trì độ đàn hồi của da [65]. Nhiều chất chiết xuất từ ​​thực vật đã được xác định là chất ức chế elastase [17l; tuy nhiên, một số nghiên cứu đã được thực hiện về sự ức chế elastase từ các nguồn tảo. Theo dữ liệu tài liệu, polyphenol chiết xuất từ ​​thực vật được biết đến là chất ức chế elastase và hyaluronidase mạnh [66]. Một nghiên cứu gần đây đã báo cáo rằng phlorotannin, một loại tannin trong tảo nâu, chiết xuất từ ​​tảo bẹ biển Eisenia xe đạp và tảo nâu Ecklonia cava, có lợi cho da bằng cách giảm đáng kể hoạt động của elastase [67]. Các chất chiết xuất từ ​​A. esculenta được tạo ra trong nghiên cứu này cho thấy giá trị TPC và TFC cao nhất so với các loài khác được nghiên cứu (Bảng 4), vì vậy đây có thể là lý do tại sao các chất chiết xuất từ ​​P. palmaria và U.lactuca không cho thấy phản ứng chống -các hoạt động của men. Để xác nhận giả thuyết này, phân tích tương quan Pearson đã được tiến hành, cho thấy rằng các hoạt động chống enzym tương quan thuận với hàm lượng của các chất phenolic (xem thảo luận thêm trong Phần 2.6. Mối tương quan giữa các hợp chất hóa học và đặc tính hoạt tính sinh học).

2.5.3. Hoạt động ức chế Tyrosinase

Chất chiết xuất từ ​​A.esculenta cho thấy sự ức chế tyrosinase dương tính cao hơn 90% đối với tất cả các phương pháp chiết xuất được sử dụng, trong khi chất chiết xuất từ ​​P. palmaria và U. lactuca không thể hiện tác dụng ức chế tyrosinase (Bảng 4). Tuy nhiên, các hoạt động chống tyrosinase của các chất chiết xuất từ ​​A.esculenta không khác nhau (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="">

Tyrosinase đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh tổng hợp sắc tố melanin trên da. Melanin chịu trách nhiệm bảo vệ chống lại sự chiếu xạ tia cực tím có hại, có thể gây ra một số tình trạng bệnh lý [71]. Ngoài ra, nó có thể tạo ra các vấn đề về thẩm mỹ khi melanin được tích tụ dưới dạng các đốm tăng sắc tố [72]. Do đó, việc kết hợp các chất ức chế tyrosinase trong các sản phẩm mỹ phẩm có thể hấp dẫn do tác dụng làm trắng và hoặc làm sáng da.

Bài viết này được trích từ Mar. Drugs 2021, 19, 662. https://doi.org/10.3390/md19120662 https://www.mdpi.com/journal/marinedrugs