Explorando o potencial dos extratos de algas islandesas produzidos por extração assistida por campos elétricos pulsados ​​aquosos para aplicações cosméticas Parte 1

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Abstrato:Uma preocupação crescente com a saúde geral está impulsionando um mercado global de ingredientes naturais não apenas na indústria alimentícia, mas também no campo cosmético. Neste estudo, foi realizada uma triagem sobre potenciais aplicações cosméticas de extratos aquosos de três algas islandesas produzidas por campos elétricos pulsados ​​(PEF). Extratos produzidos por PEF de Ulloa Lactuca, Alaria esculenta e palmitato de Palmaria foram comparados com a extração tradicional em água quente em termos de teor de polifenóis, flavonóides e carboidratos. Além disso,antioxidantepropriedades e atividades inibitórias enzimáticas foram avaliadas por meio de ensaios in vitro. O PEF apresentou resultados semelhantes ao método tradicional, apresentando diversas vantagens, como sua natureza não térmica e menor tempo de extração. Entre as três espécies islandesas,Alariaesculentaapresentou o maior teor de compostos fenólicos (valor médio 8869,7 ug GAE/g dw) e flavonóides (valor médio 12.098,7 ug QE/g DW), exibindo também as maiores capacidades antioxidantes. Além disso, os extratos de Alaria esculenta exibiram excelentesanti-enzimáticoatividades (76,9, 72,8, 93.0 e 100 por cento para colagenase, elastase,tirosinase, e hialuronidase, respectivamente) para seu uso em produtos de clareamento da pele e antienvelhecimento. Assim, nosso estudo preliminar sugere que os extratos islandêses à base de Alaria esculenta produzidos por PEF podem ser usados ​​como ingredientes potenciais para formulações cosméticas e cosmecêuticas naturais.

Palavras-chave:macroalgas; Uloa lactuca; Alaria esculenta;Palmariapalmata; extração assistida por PEF; compostos bioativos; extração verde; ingredientes naturais; cosmecêuticos

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1. Introdução

Nos últimos anos, a demanda por novos compostos bioativos com potenciais benefícios à saúde sofreu um aumento substancial. Muitos grupos de pesquisa têm enfatizado a pesquisa em organismos marinhos, como macroalgas, para encontrar fontes novas e sustentáveis ​​de compostos naturais para aplicações na indústria agroalimentar, farmacologia, alimentos e, mais recentemente, na área de cosméticos. ,2]. As macroalgas são um grupo grande e heterogêneo de organismos fotossintéticos caracterizados por uma enorme biodiversidade e composição bioquímica complexa. De acordo com sua estrutura química e conteúdo de pigmento, as macroalgas podem ser divididas em três linhagens, incluindo algas marrons (Phaeophyceae), algas vermelhas (Rhodophyta) e algas verdes (Viridiplantae). Os compostos de algas são armazenados dentro do citoplasma da célula ou ligados às membranas celulares; assim, a ruptura celular é crucial para a valorização da biomassa de algas. Além disso, a composição da parede celular é altamente variável entre as espécies de algas, variando de pequenas membranas a estruturas complexas de várias camadas, tornando a recuperação de produtos de algas um desafio [3].

fontes de polissacarídeos, proteínas, lipídios e uma ampla variedade de metabólitos secundários, como compostos fenólicos, terpenóides, carotenóides, pigmentos e derivados de nitrogênio [4-6]. Embora os metabólitos primários tenham importância crucial, dados recentes mostraram que o conteúdo de metabólitos secundários determina as atividades biológicas dos extratos de algas marinhas [7].

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Uma preocupação crescente com a saúde e o bem-estar geral, bem como a conscientização sobre produtos químicos nocivos em produtos de uso diário, está impulsionando um mercado global de ingredientes naturais e orgânicos [8]. Nos últimos anos, a consciência do consumidor em relação à preferência por ingredientes naturais e produtos ecologicamente corretos se estendeu da indústria alimentícia para a indústria cosmética e de cuidados pessoais [9]. Além disso, no atual contexto de aquecimento global e questões ecológicas, tem havido uma crescente conscientização pública sobre as questões ambientais. À luz dessas preocupações atuais, os consumidores voltaram seus interesses para produtos verdes, saudáveis ​​e livres de produtos químicos. Como resultado, a indústria cosmética está atualmente substituindo produtos químicos tóxicos e ingredientes nocivos por compostos novos e naturais de alto valor para produzir produtos de beleza "quimicamente limpos" [10].

Cosméticos têm sido tradicionalmente definidos como produtos a serem aplicados no corpo humano para limpar, embelezar ou promover atratividade sem afetar a estrutura ou as funções do corpo. No entanto, novas tendências e demandas recentes dos consumidores têm promovido o desenvolvimento de novos produtos que fornecem múltiplos benefícios com o mínimo de esforço. O termo cosmecêutico agora é frequentemente usado para descrever produtos cosméticos com ingredientes bioativos que alegam ter benefícios médicos ou semelhantes a drogas [11]. Os cosmecêuticos geralmente contêm ingredientes funcionais, como vitaminas, fitoquímicos, enzimas, antioxidantes e/ou óleos essenciais. Uma vez que uma ampla gama desses compostos bioativos foi encontrada em macroalgas, a investigação de novas algas marinhas e extratos derivados de algas marinhas provou ser uma área promissora de estudos cosmecêuticos e cosméticos|13,14].

Vários metabólitos secundários derivados de algas marinhas são conhecidos por seus valiosos efeitos benéficos à saúde da pele, como propriedades fotoprotetoras, hidratantes, antioxidantes, anti-inflamatórias e regenerativas |15]. Com base nesses efeitos benéficos, as algas são incorporadas em produtos cosmecêuticos, como protetores solares, produtos antienvelhecimento, bem como na prevenção da hiperpigmentação, enquanto os polissacarídeos são usados ​​para manter a pele hidratada e prevenir o ressecamento [16]. Durante o envelhecimento, a matriz extracelular-adolescentes é suscetível à atividade excessiva de enzimas proteolíticas, como colagenases e elastases, resultando em alterações visíveis na pele, como rugas ou perda de elasticidade da pele. Uma abordagem promissora para prevenir o envelhecimento extrínseco da pele é a inibição das atividades de colagenase e elastase por compostos naturais. Extratos de plantas têm sido amplamente investigados e encontrados para possuir atividades anti-colagenase e anti-elastase [17]. No entanto, há pouca informação sobre as atividades enzimáticas inibitórias de extratos de algas marinhas.

Os métodos de extração mais aplicados para o isolamento de bioativos de algas marinhas são baseados em técnicas convencionais. No entanto, a utilização de métodos tradicionais tem várias desvantagens, como o uso de grandes volumes de solventes orgânicos, tempos de extração mais longos, altas temperaturas, problemas de seletividade, altas exigências de energia e coextração de compostos não direcionados ou interferentes [18]. Assim, novas técnicas de extração baseadas em princípios de química verde têm um interesse potencial [19].

O campo elétrico pulsado (PEF) é uma tecnologia de processamento de alimentos emergente, não térmica e energeticamente eficiente [20]. O PEF envolve a aplicação de pulsos de campo elétrico geralmente em altas tensões (faixa de kV) e curtas durações (micro ou nanossegundos) a um produto colocado entre dois eletrodos [21]. A aplicação de pulsos elétricos produz a formação de poros reversíveis ou irreversíveis nas membranas celulares, definidos como eletroporação ou eletropermeabilização, o que consequentemente facilita a rápida difusão dos solventes e o aumento da transferência de massa dos compostos intracelulares [22]. Aplicações recentes têm se concentrado no uso de energia elétrica pulsada como técnica de extração (extração assistida por PEF) de produtos biológicos, alimentícios e agrícolas [23]. Com o tratamento com PEF é possível obter extratos com maior pureza, aumentar a taxa de extração de compostos bioativos como polifenóis, carotenóides ou antocianinas, eliminar o uso de solventes orgânicos e diminuir o tempo de extração [24,25]. O tratamento com PEF tem sido aplicado com sucesso para a extração de compostos valiosos de diferentes fontes marinhas, como proteínas [26-28], carboidratos [29,30], lipídios [31,32] e pigmentos como carotenóides, clorofila, ou ficocianinas [22,33,34] de microalgas e algas marinhas.

Assim, o principal objetivo do presente estudo foi avaliar as potenciais aplicações cosméticas de extratos de PEF de três espécies de macroalgas que crescem na Islândia: U. Lactuca (macroalga verde), A.esculenta (macroalga marrom) e P.palmata (macroalga vermelha ). Em um esforço para desenvolver ingredientes orgânicos e naturais para formulações verdes, a extração assistida por PEF foi proposta como uma alternativa ecologicamente correta à extração tradicional com solvente orgânico. Após o processo de extração, os extratos aquosos de algas marinhas foram caracterizados quanto ao teor de polifenóis, flavonóides e carboidratos. Além disso, propriedades antioxidantes e atividades inibitórias enzimáticas foram avaliadas por meio de ensaios de atividade in vitro. Os resultados aqui relatados fornecerão a base para melhorar o entendimento das macroalgas marrons, vermelhas e verdes para a produção de ingredientes ativos para formulações inovadoras em produtos cosméticos contendo compostos biologicamente ativos isolados de fontes naturais e sustentáveis.

2. Resultados e Discussão

2.1. Extração Assistida por PEF para o Processamento de Biomassa de Algas Marinhas da Islândia

Os resultados mostram que a condutividade elétrica foi maior na suspensão preparada a partir de A.esculenta seguida por P.palmata e U. lactuca(p<0.05)(table 1).="" however,="" the="" effect="" of="" treatment="" type="" was="" not="" identified="" as="" significant="" (p="">0.05). A medição da condutividade elétrica tem sido utilizada com sucesso por outros autores para avaliar a eficácia do tratamento com PEF em tecidos biológicos para a liberação de substâncias iônicas intracelulares, como resultado do aumento da permeabilização da membrana celular [35-37].

Em nosso estudo, os resultados não indicaram uma liberação mais forte dessas substâncias pelo PEF, uma vez que as mudanças na condutividade induzidas pelos tratamentos de extração tenderam a ser maiores nas suspensões HIW. Estudos anteriores concluíram que a condutividade inicial do meio extracelular influencia a eficácia da eletroporação, mas há uma falta de concordância sobre se há relação positiva ou negativa entre esses dois fatores[38]. Variações na condutividade e nas características do material podem tornar a comparação complicada. Em nosso estudo, houve uma grande diferença entre a condutividade das suspensões de A. esculenta e as outras duas espécies, o que não se refletiu no grau de mudança de condutividade durante o tratamento de extração. Foi afirmado que o teor de cinzas de algas marrons pode representar mais de 50 por cento de seu peso seco [39], consistindo principalmente de íons, o que pode explicar em parte a alta condutividade nas suspensões de A. esculenta em comparação com as outras duas espécies.

Os resultados mostram que o pH na suspensão de U. Lactuca foi menor do que para as outras duas espécies, mas nenhum efeito claro do tipo de extração foi produzido. A temperatura foi aumentada de 22 ± 1 grau antes do tratamento, para 95 graus por HW (para todas as espécies), para 36.0±1.0 grau C,46.3±0. 6 graus e 51.0±1 grau por PEE, nas suspensões A.esculenta, P.palmata e U. Lactuca. A mesma tendência foi observada para os grupos tratados com PEF, que foram posteriormente aquecidos por HW. O aumento da temperatura foi causado pela conversão de energia elétrica em energia térmica (aquecimento ôhmico), na suspensão durante o tratamento com PEF. Sabe-se que o nível de aumento de temperatura é proporcional à corrente aplicada, mas em proporção inversa à condutividade. Isso poderia explicar porque P. palmate e U. Lactuca atingiram temperaturas mais altas durante o tratamento com PEF, embora tenham condutividade menor que A. esculent.

2.2. Espectro de Absorção UV-VIS de Extratos de Algas da Islândia

As algas estudadas diferem nos perfis espectrais (Figura 1), sugerindo que a composição e o potencial de absorção de UV variam entre as espécies. No entanto, o tipo de técnica de extração não exibiu um efeito notável nos espectros de absorção de UV; extratos de algas marinhas apresentaram perfis de absorção semelhantes, independentemente do método de extração.

Os espectros de absorção de UV da alga verde u. Lactuca apresentou um pico proeminente na faixa UV-B (280-320 nm)(Figura la), enquanto os extratos da alga marrom A.esculenta não mostraram formação clara de zona de absorção (Figura lc). No entanto, os resultados indicaram uma absorvência mais forte a 220 nm em extratos de A. esculenta em comparação com U.lactuca e P. palmata, o que se presumiu resultar do alto teor de compostos fenólicos em A. esculenta (Tabela 2). Um máximo de absorção dentro desta faixa tem sido relacionado a uma ligação entre compostos fenólicos e alginatos. Presume-se que essa relação preserve a capacidade de absorção de UV dos compostos fenólicos ao longo do tempo [40].

Um achado mais interessante foi que os resultados obtidos para os extratos de algas vermelhas, P. palmata, absorveram parte da radiação UV-A (320-400 nm). Sabe-se que as algas vermelhas acumulam compostos fotoprotetores com capacidade de absorção de radiação ultravioleta, como os aminoácidos tipo micosporina (MAAs), que absorvem nessa região específica do UV[41]. P. palmata se destacou no espectro de absorção de UV com picos proeminentes entre 320 e 340 nm de acordo com a presença de MAAs absorvendo nessa faixa[42], como polifenol (pico de absorção em 332 nm), asteria-330 ( pico de absorção em 330 nm), Porphyra-334(absorção de pico em 334 nm) e outros [43]. Como as condições de extração, como o tipo de solvente, são conhecidas por influenciarem a eficiência da extração, os resultados do presente estudo foram comparados com estudos anteriores sobre a extração de MAAs com água de P. palmitato. Nesses estudos, os picos máximos de absorção foram detectados em 325 a 330 nm[44l, como no presente estudo. Portanto, é possível supor que os picos observados entre 320 e 340 nm possam ser devidos à presença de MAAs.

As diferenças nos espectros de absorção entre 350 e 700 nm têm sido explicadas pela presença de diferentes pigmentos acessórios nos respectivos fotossistemas de macroalgas verdes, marrons e vermelhas, clorofila-b (450-500 nm), fucoxantina ({{4} } nm) e fico-eritrina(600-650 nm) respectivamente [45]. A concentração de compostos solúveis em água nos extratos teve efeitos mais fortes. Consequentemente, o padrão que reflete a diferença de pigmentos entre as espécies de algas não foi aparente no presente estudo. 2.3. Teor total de fenólicos, flavonóides e carboidratos de extratos de algas islandesas

O conteúdo fenólico total nas algas variou de 1592 a 9368 ug GAE/g dw (Tabela 2). A alga marrom A.esculenta apresentou a maior quantidade (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) e o conteúdo fenólico foi mais de três vezes maior em A.esculenta do que nas outras espécies (A.esculenta:37 mg equivalentes de floroglucinol(PGE)/g dw; S.latissma:8 mg PGE/g dw; P. palmata: 5 mg GAE/g dw). Além disso, no mesmo estudo, os autores relataram que o teor de polifenóis varia com a estação, enquanto as variações espaciais (algas foram colhidas na Noruega, França e Islândia) mostraram um efeito marginal. Por exemplo, Gager et al.(2020) descobriram que havia um efeito significativo de variações sazonais no teor de polifenóis de A.esculenta, com mais de 300 mg GAE/g DW no outono em comparação com menos de 20 mg GAE/g DW na primavera . Florotaninos de sete algas marrons colhidas comercialmente na Bretanha (França) detectados por RMN de 1 H e ensaios in vitro: variação temporal e potencial valorização em aplicações cosméticas. Nossas amostras foram coletadas em julho (U.lactuca e A. esculenta) e em novembro (P.palmata). No estudo de Roleda [48], o conteúdo médio em A.esculenta de Trondheim, Noruega (não coletado na Islândia) no verão foi de 40mg PGE/g dw e P. palmata da Islândia, mas foi de 4 mg GAE/g dw no outono. Os valores mais altos relatados em comparação com nosso estudo podem ser explicados pelo meio de extração utilizado (80:20 acetona:água), provavelmente resultando em maiores rendimentos de extração. Maior teor de polifenóis também foi encontrado para extratos de A. esculenta usando uma mistura de etanol e água (50:50) com ultra-som [49]. No entanto, usando o mesmo meio de extração e a extração com solvente clássico, foi relatado que A.esculenta contém 44,1 mg GAE/100 g dw em extratos aquosos [50], relativamente semelhante ao observado no presente estudo.

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), com exceção de U. Lactuca. Os resultados mostraram que HW e a combinação de ambas as técnicas (PEF mais HW) foram as técnicas mais eficientes para a extração de flavonóides em U. Lactuca (p<>

Existem inúmeros estudos sobre o conteúdo de flavonóides em plantas terrestres, mas estudos de conteúdo de flavonóides em algas são escassos [51] e principalmente nas espécies estudadas no presente trabalho. Ou seja, o estudo de Ummat et al. [49] relataram que a extração assistida por ultrassom aumentou a recuperação de flavonóides em todas as algas marinhas investigadas (incluindo A,esculenta) em comparação com extrações convencionais com solventes usando uma mistura de 50% de etanol. Em outro estudo, flavonóides foram quantificados nos extratos metanólicos de quatro espécies de Uloa (Ulloa clathrate, Uloa Linza, Ulloa flexuosa e Uloua intestinalis) cultivadas em diferentes partes da costa norte do Golfo Pérsico no sul do Irã; o teor de flavonóides dos extratos de algas variou de 8 a 33 mg RE/g dw [52]. No entanto, estudos anteriores do mesmo grupo de pesquisa encontraram mudanças marcantes nos constituintes químicos com a mudança das estações e das condições ambientais [53]. Assim, é um pouco difícil ter uma visão completa da bibliografia desses compostos bioativos em algas marinhas, devido à falta de pesquisas publicadas disponíveis, mas também devido às mudanças no conteúdo de flavonóides influenciadas pelas condições de cultivo e localização geográfica.

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="">

A macroalga verde. lactuca apresentou teores de até 249,5 mg GluE/g dw dependendo da técnica de extração utilizada (Tabela 2). Com base na literatura, a U. lactuca possui celulose hidrossolúvel e insolúvel correspondente a polissacarídeos estruturais com um componente majoritário denominado ulvan, que contribui de 9 a 36 por cento do peso seco da biomassa [57]. Ulvan é composto principalmente de ramnose sulfatada, ácidos urônicos (ácido glucurônico e ácido idurônico) e xilose. Devido à sua natureza polar, a solubilidade do ulvan em soluções aquosas é aumentada pela extração a altas temperaturas (80-90 graus)58]. A temperatura de extração pode ser a razão pela qual o teor de carboidratos totais dos extratos de U. Lactuca produzidos pela extração tradicional com água quente e a combinação de ambos os métodos (PEF mais HW) foi maior (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. Capacidades antioxidantes de extratos de algas islandesas

A. esculenta teve a atividade de eliminação de DPPH mais forte entre os extratos brutos das três espécies de algas (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). Esperava-se que os extratos de PEF apresentassem melhores valores antioxidantes do que os extratos produzidos com a extração tradicional a quente, uma vez que outros estudos mostraram que técnicas verdes (como extração assistida por micro-ondas ou extração enzimática) poderiam efetivamente evitar a decomposição de compostos bioativos, exibindo maior atividades antioxidantes [59,60].

A capacidade dos extratos de algas marinhas em reduzir o íon férrico (Fe3 plus ) a ferroso (Fe2 plus ) e a capacidade de seqüestrar o radical ABTS também foi estudada, pelo método FRAP e ABTS, respectivamente. Os resultados do FRAP mostraram tendências semelhantes ao DPPH, mostrando que A.esculenta teve a capacidade mais forte de reduzir o íon férrico (Fe) para ferroso (Fe2) entre os extratos brutos das três espécies de algas (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), indicando que essas espécies provavelmente contêm alguns compostos eficientes que são responsáveis ​​por sua atividade de eliminação.

Em geral, as algas marrons são conhecidas por apresentarem maior potencial antioxidante em comparação com as famílias vermelhas e verdes. Nossos resultados também mostraram que os extratos aquosos de A. esculenta exibiram atividades antioxidantes efetivas no que diz respeito à eliminação de radicais livres e poder redutor, sugerindo que A. esculenta poderia ser um recurso para antioxidantes naturais. A alta atividade antioxidante observada para os extratos de A. esculenta pode estar ligada ao alto teor de compostos fenólicos determinados nos extratos de algas marrons. Em muitos estudos, a atividade antioxidante dos extratos de algas tem sido atribuída aos compostos fenólicos, mostrando correlações positivas entre o conteúdo fenólico e a capacidade de eliminação principalmente com DPPH [62,63]. Resultados de correlação semelhantes foram encontrados no estudo atual para extratos de A.esculenta (veja uma discussão melhor na Seção 2.6. Correlações entre compostos químicos e propriedades bioativas).

2.5. Atividades inibitórias enzimáticas de extratos de algas islandesas

Extratos de algas islandesas exibiram efeitos inibitórios positivos para todas as enzimas testadas (Tabela 4), abrindo novos caminhos para a exploração de inibidores enzimáticos naturais de recursos de algas. Até onde sabemos, esta é a primeira vez que as atividades inibitórias enzimáticas de extratos de algas islandesas produzidas por PEF foram testadas.

2.5.1. Atividade de Inibição da Colagenase

Os extratos de A.esculenta mostraram inibição positiva da colagenase variando de 68 a 91 por cento, enquanto os extratos de P. palmaria e U. Lactuca exibiram atividades de inibição insignificantes contra a colagenase (Tabela 4). O extrato de água quente de A.esculenta exibiu 71,1 por cento de atividade de inibição da colagenase, superior à solução padrão de epigalocatequina-3-galato(EGCG)(63,2%) e comparável ao padrão positivo fornecido pelo kit enzimático comercial (74,9%). Um achado importante foi que os extratos de A. esculenta produzidos pelo PEF apresentaram inibição da colagenase de 91 por cento , apresentando atividade ainda maior do que o inibidor fornecido pelo kit comercial. Deve-se destacar que esta atividade foi observada apenas nos extratos aquosos produzidos pelo PEF e não pela combinação de PEF mais HW. Este comportamento pode ser explicado pela possibilidade do processo de água quente ter um efeito negativo sobre os compostos responsáveis ​​por inibir a atividade da colagenase. No entanto, estudos adicionais são necessários para explicar esses resultados devido à complexidade dos extratos brutos de algas. O referido grupo de pesquisa está atualmente trabalhando na identificação das moléculas de inibição em extratos de A. esculenta para melhor compreender esses efeitos positivos produzidos pelo PEF.

Os resultados referentes à inibição da colagenase pelos extratos de A.esculenta estão de acordo com dados anteriores, nos quais A.esculenta está sendo utilizada em extratos comerciais devido ao seu efeito antienvelhecimento. A degradação do colágeno ocorre com o envelhecimento devido à atividade da colagenase, resultando em rugas na pele. A inibição da colagenase por compostos naturais é uma oportunidade interessante para produtos antienvelhecimento. Por exemplo, a SEPPIC, fornecedora de ingredientes para a indústria cosmética, está oferecendo um extrato lipofílico de A. esculenta (KalparianeAD) [64].

2.5.2. Atividade de Inibição da 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). Comparado com soluções de quercetina, um conhecido inibidor de elastase que apresentou 100 por cento de inibição a 1 mM e 58,7 por cento a 0,5 mM, o desempenho dos extratos de A. esculenta foi alto.

A elastase é uma enzima proteinase que pode reduzir a elastina quebrando ligações peptídicas específicas. Consequentemente, a inibição da atividade da elastase na camada da derme pode ser usada para manter a elasticidade da pele[65]. Muitos extratos de plantas foram identificados como inibidores da elastase [17l; no entanto, poucas investigações foram realizadas sobre a inibição da elastase de recursos de algas. De acordo com dados da literatura, polifenóis extraídos de plantas são conhecidos por serem fortes inibidores de elastase e hialuronidase [66]. Um estudo recente relatou que os florotaninos, o tipo de tanino em algas marrons, extratos de algas marinhas Eisenia bicicletas e alga marrom Ecklonia cava, beneficiam a pele reduzindo significativamente a atividade da elastase [67]. Os extratos de A. esculenta produzidos neste estudo apresentaram os maiores valores de TPC e TFC em comparação com as demais espécies estudadas (Tabela 4), podendo ser por isso que os extratos aquosos de P. palmaria e U.lactuca não apresentaram -atividades de elastase. Para confirmar essa hipótese, a análise de correlação de Pearson foi conduzida, sugerindo que as atividades antienzimáticas se correlacionam positivamente com o conteúdo de substâncias fenólicas (veja uma discussão mais detalhada na Seção 2.6. Correlações entre compostos químicos e propriedades bioativas).

2.5.3. Atividade de inibição da tirosinase

Os extratos de A. esculenta apresentaram inibição positiva da tirosinase superior a 90 por cento para todos os métodos de extração utilizados, enquanto os extratos de P. palmaria e U. lactuca não exibiram efeitos inibitórios da tirosinase (Tabela 4). No entanto, as atividades anti-tirosinase dos extratos de A. esculenta não diferiram (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="">

A tirosinase desempenha um papel importante na biossíntese do pigmento melanina na pele. A melanina é responsável pela proteção contra a radiação ultravioleta nociva, que pode causar diversas condições patológicas [71]. Além disso, pode criar problemas estéticos quando a melanina se acumula como manchas hiperpigmentadas[72]. Assim, a incorporação de inibidores da tirosinase em produtos cosméticos pode ser atrativa devido aos efeitos clareadores e/ou clareadores.

Este artigo foi extraído de Mar. Drugs 2021, 19, 662. https://doi.org/10.3390/md19120662 https://www.mdpi.com/journal/marinedrugs