Īslandes jūras aļģu ekstraktu, kas iegūti ar ūdens impulsu elektrisko lauku ekstrakciju kosmētikā, potenciāla izpēte 1. daļa

Lūdzu sazinietiesoscar.xiao@wecistanche.comlai iegūtu vairāk informācijas

Abstract:Pieaugošās bažas par vispārējo veselību veicina dabisko sastāvdaļu globālo tirgu ne tikai pārtikas rūpniecībā, bet arī kosmētikas jomā. Šajā pētījumā tika veikts trīs Islandes jūras aļģu ūdens ekstraktu potenciālo kosmētisko pielietojumu skrīnings, ko ražo impulsa elektriskie lauki (PEF). PEF ražotie ekstrakti no Ulloa Lactuca, Alaria esculenta un Palmaria palmitate tika salīdzināti ar tradicionālo karstā ūdens ekstrakciju polifenolu, flavonoīdu un ogļhidrātu satura ziņā. Turklāt,antioksidantsīpašības un enzīmu inhibējošās aktivitātes tika novērtētas, izmantojot in vitro testus. PEF uzrādīja līdzīgus rezultātus kā tradicionālajai metodei, parādot vairākas priekšrocības, piemēram, tās netermisko raksturu un īsāku ekstrakcijas laiku. Starp trim Islandes sugām,Alariaesculentauzrādīja vislielāko fenola (vidējā vērtība 8869,7 ug GAE/g dw) un flavonoīdu (vidējā vērtība 12 098,7 ug QE/g DW) savienojumu saturu, kas arī uzrādīja visaugstāko antioksidantu spēju. Turklāt Alaria esculenta ekstrakti uzrādīja izcilusanti-enzīmuaktivitātes (76,9, 72,8, 93.{5}} un 100 procenti kolagāzei, elastāzei,tirozināze, un attiecīgi hialuronidāze) to izmantošanai ādas balināšanas un pretnovecošanās produktos. Tādējādi mūsu sākotnējais pētījums liecina, ka PEF ražotos Islandes Alaria esculenta ekstraktus varētu izmantot kā potenciālās sastāvdaļas dabīgiem kosmētikas un kosmētiskiem preparātiem.

Atslēgvārdi:makroaļģes; Uloa lactuca; Alaria esculenta;Palmārijapalma; Ekstrakcija ar PEF palīdzību; bioloģiski aktīvi savienojumi; zaļā ekstrakcija; dabīgas sastāvdaļas;kosmētikas līdzekļi

Lūdzu, noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk

1. Ievads

Pēdējos gados pieprasījums pēc jauniem bioaktīviem savienojumiem ar potenciāliem ieguvumiem veselībai ir ievērojami palielinājies. Daudzas pētniecības grupas ir likušas uzsvaru uz pētījumiem par jūras organismiem, piemēram, makroaļģēm, lai atrastu jaunus un ilgtspējīgus dabisko savienojumu avotus izmantošanai lauksaimniecības pārtikas rūpniecībā, farmakoloģijā, pārtikā un pēdējā laikā arī kosmētikas jomā [1] ,2]. Makroaļģes ir liela un neviendabīga fotosintētisko organismu grupa, kam raksturīga milzīga bioloģiskā daudzveidība un sarežģīts bioķīmiskais sastāvs. Pēc ķīmiskās struktūras un pigmenta satura makroaļģes var iedalīt trīs līnijās, tostarp brūnās aļģes (Phaeophyceae), sarkanās aļģes (Rhodophyta) un zaļās aļģes (Viridiplantae). Aļģu savienojumi tiek uzglabāti šūnu citoplazmā vai saistīti ar šūnu membrānām; tādējādi šūnu izjaukšana ir ļoti svarīga aļģu biomasas valorizācijai. Turklāt šūnu sieniņu sastāvs ir ļoti mainīgs starp aļģu sugām, sākot no sīkām membrānām līdz daudzslāņu sarežģītām struktūrām, padarot aļģu produktu atgūšanu par izaicinājumu [3]. Kopumā jūraszāles ir lieliskas.

polisaharīdu, olbaltumvielu, lipīdu un dažādu sekundāro metabolītu avoti, piemēram, fenola savienojumi, terpenoīdi, karotinoīdi, pigmenti un slāpekļa atvasinājumi [4-6]. Lai gan primārajiem metabolītiem ir izšķiroša nozīme, jaunākie dati liecina, ka sekundāro metabolītu saturs nosaka jūras aļģu ekstraktu bioloģiskās aktivitātes [7].

Cistanche var uzlabot imunitāti

Pieaugošās bažas par vispārējo veselību un labsajūtu, kā arī izpratni par kaitīgām ķīmiskām vielām ikdienas produktos, veicina dabisko un organisko sastāvdaļu globālo tirgu [8]. Pēdējos gados patērētāju apziņa par dabisko sastāvdaļu un videi draudzīgu produktu izvēli ir paplašinājusies no pārtikas rūpniecības līdz kosmētikas un personīgās higiēnas nozarei [9]. Turklāt pašreizējā globālās sasilšanas un ekoloģisko problēmu kontekstā ir palielinājusies sabiedrības izpratne par vides jautājumiem. Ņemot vērā šīs pašreizējās bažas, patērētāji ir pievērsuši savas intereses videi nekaitīgiem, veselīgiem un ķīmiskiem produktiem nesaturošiem produktiem. Tā rezultātā kosmētikas rūpniecība pašlaik aizstāj toksiskas ķīmiskas vielas un kaitīgas sastāvdaļas ar jauniem un dabīgiem augstvērtīgiem savienojumiem, lai ražotu "ķīmiski tīrus" skaistumkopšanas produktus [10].

Kosmētika tradicionāli tiek definēta kā produkti, kas lietojami cilvēka ķermenī, lai attīrītu, izdaiļotu vai veicinātu pievilcību, neietekmējot ķermeņa struktūru vai funkcijas. Tomēr jaunās tendences un nesenās patērētāju prasības ir veicinājušas jaunu produktu izstrādi, kas ar minimālu piepūli sniedz vairākas priekšrocības. Termins kosmētika tagad bieži tiek lietots, lai aprakstītu kosmētikas produktus ar bioloģiski aktīvām sastāvdaļām, kas apgalvo, ka tiem ir medicīniskas vai zālēm līdzīgas priekšrocības [11]. Kosmētikas preparāti parasti satur funkcionālas sastāvdaļas, piemēram, vitamīnus, fitoķīmiskas vielas, fermentus, antioksidantus un/vai ēteriskās eļļas [12]. Tā kā makroaļģēs ir atrasts plašs šo bioaktīvo savienojumu klāsts, jaunu jūras aļģu un no jūras aļģēm iegūto ekstraktu izpēte ir izrādījusies daudzsološa kosmētikas un kosmētikas pētījumu joma|13,14].

Vairāki sekundārie metabolīti, kas iegūti no jūras aļģēm, ir pazīstami ar to vērtīgo, veselībai labvēlīgo ietekmi uz ādu, piemēram, fotoaizsargājošām, mitrinošām, antioksidanta, pretiekaisuma un reģeneratīvām īpašībām |15]. Pamatojoties uz šo labvēlīgo ietekmi, aļģes tiek iekļautas kosmētiskajos produktos, piemēram, sauļošanās līdzekļos, pretnovecošanās produktos, kā arī hiperpigmentācijas profilaksei, savukārt polisaharīdi tiek izmantoti ādas mitrināšanai un sausuma novēršanai [16]. Novecošanas laikā ārpusšūnu matrica-tīņi ir jutīgi pret pārmērīgu proteolītisko enzīmu, piemēram, kolagenāžu un elastāžu, aktivitāti, kā rezultātā ādā parādās redzamas izmaiņas, piemēram, grumbas vai ādas elastības zudums. Daudzsološa pieeja ādas ārējās novecošanās novēršanai ir kolagenāzes un elastāzes aktivitāšu kavēšana ar dabīgiem savienojumiem. Augu ekstrakti ir plaši pētīti un atklāti, ka tiem piemīt anti-kolagenāzes un anti-elastāzes aktivitātes [17]. Tomēr ir maz informācijas par jūras aļģu ekstraktu inhibējošo enzīmu aktivitāti.

Visbiežāk izmantotās ekstrakcijas metodes bioaktīvo vielu izdalīšanai no jūraszālēm ir balstītas uz tradicionālajām metodēm. Tomēr tradicionālo metožu izmantošanai ir vairāki trūkumi, piemēram, liela organisko šķīdinātāju daudzuma izmantošana, ilgāks ekstrakcijas laiks, augsta temperatūra, selektivitātes problēmas, augstas enerģijas prasības un nemērķtiecīgu vai traucējošu savienojumu koekstrakcija [18]. Līdz ar to jaunas ekstrakcijas metodes, kuru pamatā ir zaļās ķīmijas principi, ir potenciāli ieinteresētas [19].

Impulsu elektriskais lauks (PEF) ir jauna, netermiska un energoefektīva pārtikas pārstrādes tehnoloģija [20]. PEF ietver elektriskā lauka impulsu pielietošanu, parasti ar augstu spriegumu (kV diapazons) un īsu laiku (mikro vai nanosekundes) produktam, kas novietots starp diviem elektrodiem [21]. Elektrisko impulsu pielietošana rada atgriezenisku vai neatgriezenisku poru veidošanos šūnu membrānās, kas definētas kā elektroporācija vai elektropermeabilizācija, kas līdz ar to veicina ātru šķīdinātāju difūziju un intracelulāro savienojumu masas pārneses uzlabošanos [22]. Nesenie pieteikumi ir vērsti uz impulsu elektriskās enerģijas izmantošanu kā ekstrakcijas metodi (ar PEF palīdzību) no bio-, pārtikas un lauksaimniecības produktiem [23]. Ar PEF apstrādi ir iespējams iegūt ekstraktus ar augstāku tīrību, palielināt bioaktīvo savienojumu, piemēram, polifenolu, karotinoīdu vai antocianīnu, ekstrakcijas ātrumu, novērst organisko šķīdinātāju izmantošanu un saīsināt ekstrakcijas laiku [24,25]. PEF apstrāde ir veiksmīgi izmantota, lai iegūtu vērtīgus savienojumus no dažādiem jūras avotiem, piemēram, proteīniem [26-28], ogļhidrātiem [29,30], lipīdiem [31,32] un pigmentiem, piemēram, karotinoīdiem, hlorofilam, vai fikocianīni [22,33,34] no mikroaļģēm un jūraszālēm.

Tādējādi šī pētījuma galvenais mērķis bija novērtēt PEF ekstraktu iespējamos kosmētikas pielietojumus no trim Islandē augošām makroaļģu sugām: U. Lactuca (zaļās makroaļģes), A.esculenta (brūnās makroaļģes) un P.palmata (sarkanās makroaļģes). ). Cenšoties izstrādāt organiskas un dabiskas sastāvdaļas zaļajiem preparātiem, ekstrakcija ar PEF tika ierosināta kā videi draudzīga alternatīva tradicionālajai ekstrakcijai ar organiskiem šķīdinātājiem. Pēc ekstrakcijas procesa ūdens aļģu ekstrakti tika raksturoti pēc polifenola, flavonoīdu un ogļhidrātu satura. Turklāt antioksidantu īpašības un enzīmu inhibējošās aktivitātes tika novērtētas, izmantojot in vitro aktivitātes testus. Šeit sniegtie rezultāti nodrošinās pamatu, lai uzlabotu izpratni par brūnajām, sarkanajām un zaļajām makroaļģēm, lai ražotu aktīvās sastāvdaļas novatoriskām kosmētikas līdzekļos, kas satur bioloģiski aktīvus savienojumus, kas izolēti no dabiskiem un ilgtspējīgiem avotiem.

2. Rezultāti un diskusija

2.1. Islandes jūras aļģu biomasas ieguve ar PEF palīdzību

Rezultāti liecina, ka elektrovadītspēja bija visaugstākā suspensijā, kas pagatavota no A.esculenta, kam sekoja P.palmata un U. lactuca(p).<0.05)(table 1).="" however,="" the="" effect="" of="" treatment="" type="" was="" not="" identified="" as="" significant="" (p="">0.05). Elektriskās vadītspējas mērījumus ir veiksmīgi izmantojuši citi autori, lai novērtētu PEF apstrādes efektivitāti bioloģiskajos audos intracelulāro jonu vielu izdalīšanai paaugstinātas šūnu membrānas caurlaidības rezultātā [35-37].

Mūsu pētījumā rezultāti nenorādīja uz spēcīgāku šo vielu izdalīšanos no PEF, jo ekstrakcijas apstrādes izraisītās vadītspējas izmaiņas parasti bija visaugstākās HIW suspensijā. Iepriekšējos pētījumos ir secināts, ka ārpusšūnu barotnes sākotnējā vadītspēja ietekmē elektroporācijas efektivitāti, taču trūkst vienošanās par to, vai starp šiem diviem faktoriem ir pozitīva vai negatīva saistība[38]. Materiāla vadītspējas un īpašību atšķirības var sarežģīt salīdzināšanu. Mūsu pētījumā bija liela atšķirība starp A.esculenta suspensiju vadītspēju un pārējām divām sugām, kas neatspoguļojās vadītspējas izmaiņu pakāpē ekstrakcijas apstrādes laikā. Ir norādīts, ka pelnu saturs brūnajās jūraszālēs var veidot vairāk nekā 50 procentus no to sausnas masas [39], kas lielākoties sastāv no joniem, kas daļēji var izskaidrot augsto vadītspēju A.esculenta suspensijā salīdzinājumā ar pārējām divām sugām.

Rezultāti liecina, ka pH līmenis U. Lactuca suspensijā bija zemāks nekā pārējām divām sugām, taču netika novērota skaidra ekstrakcijas veida ietekme. Temperatūra tika paaugstināta no 22 ± 1 grāda pirms apstrādes līdz 95 grādiem pēc HW (visām sugām) līdz 36.0±1.0 grādiem C,46,3±0. 6 grādi un 51.{12}}±1 grāds pēc PEE, A.esculenta, P.palmata un U. Lactuca suspensijā. Tāda pati tendence tika novērota grupām, kas tika ārstētas ar PEF, kuras pēc tam tālāk karsēja ar HW. Temperatūras paaugstināšanos izraisīja elektriskās enerģijas pārvēršana siltumenerģijā (omiskā sildīšana) suspensijā PEF apstrādes laikā. Ir zināms, ka temperatūras paaugstināšanās līmenis ir proporcionāls pielietotajai strāvai, bet apgriezti proporcionāls vadītspējai. Tas varētu izskaidrot, kāpēc P. palmate un U. Lactuca PEF apstrādes laikā sasniedza augstāku temperatūru, lai gan tiem ir zemāka vadītspēja nekā A. esculent.

2.2. Islandes jūras aļģu ekstraktu UV-VIS absorbcijas spektri

Pētītās jūraszāles atšķiras pēc spektrālajiem profiliem (1. attēls), kas liecina, ka sastāvs un UV absorbcijas potenciāls dažādās sugās atšķiras. Tomēr ekstrakcijas tehnikas veids neuzrādīja ievērojamu ietekmi uz UV absorbcijas spektriem; jūras aļģu ekstrakti uzrādīja līdzīgus absorbcijas profilus neatkarīgi no ekstrakcijas metodes.

Zaļās aļģes UV absorbcijas spektri u. Lactuca uzrādīja ievērojamu maksimumu UV-B diapazonā (280-320 nm) (attēls la), savukārt brūnās aļģes A.esculenta ekstrakti neuzrādīja skaidru absorbcijas zonas veidošanos (lc attēls). Tomēr rezultāti liecināja par spēcīgāku absorbciju pie 220 nm A.esculenta ekstraktos, salīdzinot ar U.lactuca un P. palmata, ko, domājams, izraisīja augsts fenola savienojumu saturs A.esculenta (2. tabula). Absorbcijas maksimums šajā diapazonā ir saistīts ar saikni starp fenola savienojumiem un alginātiem. Tiek uzskatīts, ka šī attiecība laika gaitā saglabā fenola savienojumu UV absorbcijas spēju [40].

Interesantāks atklājums bija tāds, ka sarkano aļģu ekstraktiem iegūtie rezultāti P. palmata absorbēja daļu UV-A starojuma (320-400 nm). Ir zināms, ka sarkanās aļģes uzkrāj fotoaizsargājošus savienojumus ar ultravioletā starojuma absorbcijas spēju, piemēram, mikosporīnam līdzīgās aminoskābes (MAA), kas absorbē šajā konkrētajā UV reģionā[41]. P. palmata izcēlās UV absorbcijas spektrā ar ievērojamām virsotnēm no 320 līdz 340 nm saskaņā ar MAA klātbūtni, kas absorbē šajā diapazonā[42], piemēram, polifenols (absorbcijas maksimums pie 332 nm), asteria-330 ( absorbcijas maksimums pie 330 nm), Porphyra{10}}(absorbcijas maksimums pie 334 nm) un citi [43]. Tā kā ir zināms, ka ekstrakcijas apstākļi, piemēram, šķīdinātāja veids, ietekmē ekstrakcijas efektivitāti, šī pētījuma rezultāti tika salīdzināti ar iepriekšējiem pētījumiem par MAA ekstrakciju ar ūdeni no P. palmitate. Šajos pētījumos absorbcijas maksimumi tika konstatēti pie 325 līdz 330 nm [44l, tāpat kā šajā pētījumā. Tāpēc var pieņemt, ka maksimumi, kas novēroti no 320 līdz 340 nm, var būt MAA klātbūtnes dēļ.

Absorbcijas spektru atšķirības starp 350 un 700 nm ir izskaidrojamas ar dažādu papildpigmentu klātbūtni attiecīgajās zaļo, brūno un sarkano makroaļģu fotosistēmās, hlorofilā-b (450-500 nm), fukoksantīnā ({{4}). } nm) un fikoeritrīnu (600-650 nm) attiecīgi [45]. Ūdenī šķīstošo savienojumu koncentrācijai ekstraktos bija spēcīgāka ietekme. Līdz ar to modelis, kas atspoguļo pigmentu atšķirības starp aļģu sugām, šajā pētījumā nebija redzams. 2.3. Kopējais fenola, flavonoīdu un ogļhidrātu saturs Islandes jūras aļģu ekstraktos

Kopējais fenola saturs jūraszālēs svārstījās no 1592 līdz 9368 ug GAE/g dw (2. tabula). Vislielāko daudzumu uzrādīja brūnaļģes A.esculenta (lpp<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) un fenola saturs bija vairāk nekā trīs reizes lielāks A.esculenta nekā citās sugās (A.esculenta: 37 mg floroglucinola ekvivalenti (PGE)/g dw; S.latissma: 8 mg PGE/g dw; P. palma: 5 mg GAE/g dw). Turklāt tajā pašā pētījumā autori ziņoja, ka polifenolu saturs mainās atkarībā no sezonas, savukārt telpiskās atšķirības (aļģes tika novāktas Norvēģijā, Francijā un Islandē) uzrādīja nelielu ietekmi. Piemēram, Gager et al. (2020) atklāja, ka A.esculenta polifenolu satura sezonālās atšķirības būtiski ietekmēja vairāk nekā 300 mg GAE/g DW rudenī, salīdzinot ar zem 20 mg GAE/g DW pavasarī. . Florotanīni no septiņām brūnajām jūras aļģēm, kas komerciāli novāktas Bretaņā (Francija), kas noteiktas ar 1H KMR un in vitro testiem: laika variācijas un iespējamā valorizācija kosmētikas lietojumos. Mūsu paraugi tika savākti jūlijā (U.lactuca un A. esculenta) un novembrī (P.palmata). Roleda pētījumā [48] vidējais saturs A.esculenta no Tronheimas, Norvēģijā (nav savākts Īslandē) vasarā bija 40 mg PGE/g dw un P. palmata no Islandes, bet rudenī bija 4 mg GAE/g dw. Augstākās vērtības, par kurām ziņots, salīdzinot ar mūsu pētījumu, var izskaidrot ar izmantoto ekstrakcijas vidi (80:20 acetons: ūdens), kas, iespējams, radīs lielāku ekstrakcijas ražu. Augstāks polifenolu saturs tika konstatēts arī A.esculenta ekstraktiem, izmantojot etanola un ūdens maisījumu (50:50) ar ultraskaņu [49]. Tomēr, izmantojot to pašu ekstrakcijas vidi un klasisko ekstrakciju ar šķīdinātāju, tika ziņots, ka A.esculenta ūdens ekstraktos satur 44,1 mg GAE/100 g dw [50], kas ir salīdzinoši līdzīgs šajā pētījumā novērotajam.

Mean flavonoid content was species-specific (A.esculenta>U.lactuca >P. palma;(lpp<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), izņemot U. Lactuca. Rezultāti parādīja, ka HW un abu metožu kombinācija (PEF plus HW) bija visefektīvākās metodes flavonoīdu ekstrakcijai U. Lactuca (p.<>

Ir daudz pētījumu par flavonoīdu saturu sauszemes augos, bet flavonoīdu satura pētījumi aļģēs ir maz [51] un jo īpaši šajā darbā pētītajās sugās. Proti, Ummat et al. [49] ziņoja, ka ekstrakcija ar ultraskaņas palīdzību uzlaboja flavonoīdu atgūšanu pētītajās alTl jūraszālēs (tostarp A,esculenta), salīdzinot ar parasto ekstrakciju ar šķīdinātāju, izmantojot 50 procentu etanola maisījumu. Citā pētījumā flavonoīdus kvantitatīvi noteica četru Uloa sugu (Ulloa clathrate, Uloa Linza, Ulloa flexuosa un Uloua intestinalis) metanola ekstraktos, kas audzēti dažādās Persijas līča ziemeļu krastu daļās Irānas dienvidos; flavonoīdu saturs aļģu ekstraktos svārstījās no 8 līdz 33 mg RE/g dw [52]. Tomēr iepriekšējie tās pašas pētnieku grupas pētījumi atklāja ievērojamas ķīmisko sastāvdaļu izmaiņas, mainoties gadalaikiem un vides apstākļiem [53]. Tādējādi ir nedaudz grūti iegūt pilnīgu pārskatu par šo jūras aļģu bioaktīvo savienojumu bibliogrāfiju, jo nav pieejami publicēti pētījumi, kā arī tāpēc, ka flavonoīdu saturs ir mainījies, ko ietekmē augšanas apstākļi un ģeogrāfiskā atrašanās vieta.

Mean carbohydrate content of produced extracts was also species-specific (P. palmata > U.lactuca>A.esculenta; lpp<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="">

Zaļās makroaļģes. lactuca saturs bija līdz 249,5 mg GluE/g dw atkarībā no izmantotās ekstrakcijas tehnikas (2. tabula). Pamatojoties uz literatūru, U. lactuca ir ūdenī šķīstoša un nešķīstoša celuloze, kas atbilst strukturāliem polisaharīdiem ar galveno komponentu, ko sauc par ulvanu, kas veido no 9 līdz 36 procentiem biomasas sausnas [57]. Ulvan galvenokārt sastāv no sulfātās ramnozes, uronskābēm (glikuronskābes un iduronskābes) un ksilozes. Tā polārā rakstura dēļ ulvāna šķīdību ūdens šķīdumos uzlabo ekstrakcija augstā temperatūrā (80-90 grādi)58]. Ekstrakcijas temperatūra varētu būt iemesls, kāpēc kopējais ogļhidrātu saturs U. Lactuca ekstraktos, kas iegūti ar tradicionālo karstā ūdens ekstrakciju un abu metožu kombināciju (PEF plus HW), bija augstāks (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. Islandes jūras aļģu ekstraktu antioksidantu spējas

A.esculenta bija spēcīgākā DPPH attīrīšanas aktivitāte starp trīs aļģu sugu neapstrādātiem ekstraktiem (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). Bija sagaidāms, ka PEF ekstraktiem būs labākas antioksidantu vērtības nekā ekstraktiem, kas iegūti ar tradicionālo karsto ekstrakciju, jo citi pētījumi ir parādījuši, ka zaļās metodes (piemēram, ekstrakcija ar mikroviļņu palīdzību vai enzīmu ekstrakcija) var efektīvi izvairīties no bioaktīvo savienojumu sadalīšanās, uzrādot augstāku. antioksidantu aktivitātes [59,60].

Tika pētīta arī jūras aļģu ekstraktu spēja samazināt dzelzs (Fe3 plus) par dzelzs (Fe2 plus) jonu un spēja attīrīt radikālo ABTS, attiecīgi ar FRAP un ABTS metodi. FRAP rezultāti uzrādīja līdzīgas tendences kā DPPH, parādot, ka starp trīs aļģu sugu neapstrādātiem ekstraktiem A.esculenta bija visspēcīgākā spēja samazināt dzelzs (Fe) jonu līdz dzelzs (Fe2) jonu.<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), norādot, ka šīs sugas, iespējams, satur dažus efektīvus savienojumus, kas ir atbildīgi par to attīrīšanas aktivitāti.

Kopumā ir zināms, ka brūnajām aļģēm ir augstāks antioksidanta potenciāls salīdzinājumā ar sarkanajām un zaļajām ģimenēm [61]. Mūsu rezultāti arī parādīja, ka ūdens ekstrakti no A.esculenta uzrādīja efektīvas antioksidantu aktivitātes attiecībā uz brīvo radikāļu attīrīšanu un samazināšanu, kas liecina, ka A.esculenta potenciāli varētu būt dabisko antioksidantu resurss. Augstā antioksidanta aktivitāte, kas novērota A.esculenta ekstraktiem, varētu būt saistīta ar augsto fenola savienojumu saturu, kas noteikts brūno aļģu ekstraktos. Daudzos pētījumos aļģu ekstraktu antioksidanta aktivitāte ir saistīta ar fenola savienojumiem, uzrādot pozitīvu korelāciju starp fenola saturu un attīrīšanas spēju, galvenokārt ar DPPH[62,63]. Līdzīgi korelācijas rezultāti tika konstatēti pašreizējā pētījumā par A.esculenta ekstraktiem (skatīt labāku diskusiju sadaļā 2.6. Saistības starp ķīmiskajiem savienojumiem un bioaktīvām īpašībām).

2.5. Islandes jūras aļģu ekstraktu fermentatīvās inhibējošās aktivitātes

Islandes jūras aļģu ekstraktiem bija pozitīva inhibējoša iedarbība uz visiem pārbaudītajiem fermentiem (4. tabula), paverot jaunas iespējas dabisko enzīmu inhibitoru izmantošanai no aļģu resursiem. Cik mums ir zināms, šī ir pirmā reize, kad tiek pārbaudīta PEF ražoto Islandes jūras aļģu ekstraktu fermentatīvās inhibējošās aktivitātes.

2.5.1. Kolagenāzes inhibīcijas aktivitāte

A.esculenta ekstrakti uzrādīja pozitīvu kolagenāzes inhibīciju diapazonā no 68 līdz 91 procentiem, savukārt P. palmaria un U. Lactuca ekstrakti uzrādīja nenozīmīgas inhibīcijas pret kolagenāzi (4. tabula). A.esculenta karstā ūdens ekstrakts uzrādīja 71,1 procentu kolagenāzes inhibīcijas, kas bija augstāks par epigallokatehīna-3-galāta (EGCG) standarta šķīdumu (63,2 procenti) un salīdzināms ar pozitīvo standartu, ko nodrošina komerciālais fermentu komplekts (74,9 procenti). Svarīgs atklājums bija tāds, ka A.esculenta ekstrakti, ko ražo PEF, uzrādīja kolagenāzes inhibīciju par 91%, uzrādot pat lielāku aktivitāti nekā inhibitors, ko nodrošina komerciālais komplekts. Jāuzsver, ka šī aktivitāte tika novērota tikai PEF ražotajos ūdens ekstraktos, nevis PEF un HW kombinācijā. Šo uzvedību var izskaidrot ar iespēju, ka karstā ūdens process var negatīvi ietekmēt savienojumus, kas ir atbildīgi par kolagenāzes aktivitātes kavēšanu. Tomēr ir nepieciešami papildu pētījumi, lai izskaidrotu šos rezultātus neapstrādātu aļģu ekstraktu sarežģītības dēļ. Iepriekš minētā pētniecības grupa pašlaik strādā pie inhibējošo molekulu identificēšanas A.esculenta ekstraktos, lai labāk izprastu šos PEF radītos pozitīvos efektus.

Rezultāti par kolagenāzes inhibīciju ar A.esculenta ekstraktiem atbilst iepriekšējiem datiem, kuros A.esculenta tiek izmantots komerciālos ekstraktos, pateicoties tā pretnovecošanās iedarbībai. Kolagēna degradācija notiek ar novecošanos kolagenāzes aktivitātes dēļ, kā rezultātā uz ādas veidojas grumbas. Kolagenāzes inhibīcija ar dabiski sastopamiem savienojumiem ir interesanta iespēja pretnovecošanas produktiem. Piemēram, SEPPIC, kosmētikas industrijas sastāvdaļu piegādātājs, piedāvā lipofīlo A. esculenta (KalparaneAD) ekstraktu [64].

2.5.2. Elastāzes inhibīcijas aktivitāte

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). Salīdzinot ar kvercetīna šķīdumiem, labi zināmu elastāzes inhibitoru, kas uzrādīja 100 procentu inhibīciju pie 1 mM un 58,7 procentus pie 0,5 mM, A.esculenta ekstraktu veiktspēja bija augsta.

Elastāze ir proteināzes enzīms, kas var samazināt elastīnu, laužot specifiskas peptīdu saites. Līdz ar to elastāzes aktivitātes kavēšanu dermas slānī var izmantot, lai saglabātu ādas elastību[65]. Daudzi augu ekstrakti ir identificēti kā elastāzes inhibitori [17l; tomēr ir veikti daži pētījumi par elastāzes inhibīciju no aļģu resursiem. Saskaņā ar literatūras datiem ir zināms, ka no augiem ekstrahētie polifenoli ir spēcīgi elastāzes un hialuronidāzes inhibitori [66]. Nesenā pētījumā tika ziņots, ka florotanīni, tanīna veids brūnajās aļģēs, jūras brūnaļģu Eisenia velosipēda ekstrakti un brūnaļģes Ecklonia cava, labvēlīgi ietekmē ādu, ievērojami samazinot elastāzes aktivitāti [67]. Šajā pētījumā iegūtie A. esculenta ekstrakti uzrādīja visaugstākās TPC un TFC vērtības, salīdzinot ar citām pētītajām sugām (4. tabula), tāpēc tas varētu būt iemesls, kāpēc P. palmaria un U. lactuca ūdens ekstrakti neuzrādīja anti -elastāzes aktivitātes. Lai apstiprinātu šo hipotēzi, tika veikta Pīrsona korelācijas analīze, kas liek domāt, ka anti-enzīmu aktivitātes pozitīvi korelē ar fenola vielu saturu (skatīt tālāku diskusiju 2.6. sadaļā. Ķīmisko savienojumu un bioaktīvo īpašību korelācijas).

2.5.3. Tirozināzes inhibīcijas aktivitāte

A.esculenta ekstrakti uzrādīja pozitīvu tirozināzes inhibīciju, kas pārsniedz 90 procentus visām izmantotajām ekstrakcijas metodēm, savukārt P. palmaria un U. lactuca ekstrakti neuzrādīja tirozināzi inhibējošu iedarbību (4. tabula). Tomēr A.esculenta ekstraktu antitirozināzes aktivitātes neatšķīrās (lpp<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="">

Tirozināzei ir svarīga loma melanīna pigmenta biosintēzē ādā. Melanīns ir atbildīgs par aizsardzību pret kaitīgo ultravioleto starojumu, kas var izraisīt vairākus patoloģiskus stāvokļus [71]. Turklāt tas var radīt estētiskas problēmas, ja melanīns tiek uzkrāts kā hiperpigmentēti plankumi[72]. Tādējādi tirozināzes inhibitoru iekļaušana kosmētikas līdzekļos var būt pievilcīga, pateicoties balinošam un/vai apgaismojumam.

Šis raksts ir izvilkts no Mar. Drugs 2021, 19, 662. https://doi.org/10.3390/md19120662 https://www.mdpi.com/journal/marinedrugs