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Resumen:Una creciente preocupación por la salud en general está impulsando un mercado global de ingredientes naturales no solo en la industria alimentaria sino también en el campo cosmético. En este estudio, una proyección sobre posibles aplicaciones cosméticas de extractos acuosos de tres islandesesalgas marinasSe realizó s producidos por campos eléctricos pulsados ​​(PEF). Los extractos producidos por PEF de Ulva lactuca, Alaria esculenta y Palmaria palmata se compararon con la extracción tradicional con agua caliente en términos de contenido de polifenoles, flavonoides y carbohidratos. Es más,antioxidanteLas propiedades y las actividades inhibitorias enzimáticas se evaluaron utilizando ensayos in vitro. PEF exhibió resultados similares al método tradicional, mostrando varias ventajas tales como su naturaleza no térmica y un tiempo de extracción más corto. valor 12,098.7 µg QE/g dw) compuestos, exhibiendo también el más altoantioxidantecapacidades. Además, los extractos de Alaria esculenta exhibieron excelentes actividades antienzimáticas (76.9, 72.8, 93.0 y 100 por ciento para colagenasa, elastasa,tirosinasae hialuronidasa, respectivamente) para su uso en productos para blanquear la piel y antienvejecimiento. Por lo tanto, nuestro estudio preliminar sugiere que los extractos a base de Alaria esculenta islandesa producidos por PEF podrían usarse como ingredientes potenciales para formulaciones cosméticas y cosmecéuticas naturales.

Palabras clave:macroalgas; Ulva lactuca; Alaria esculenta; palmaria palmata; extracción asistida por PEF; compuestos bioactivos; extracción verde; ingredientes naturales; cosmecéuticos

cistanche son ingredientes naturales blanqueadores

1. Introducción

En los últimos años, la demanda de nuevos compuestos bioactivos con potenciales beneficios para la salud ha experimentado un aumento sustancial. Muchos grupos de investigación han hecho hincapié en la investigación de organismos marinos, como las macroalgas, para encontrar fuentes novedosas y sostenibles de compuestos naturales para aplicaciones en la industria agroalimentaria, farmacología, alimentos y, más recientemente, en el campo de la cosmética [1,2]. . Las macroalgas son un grupo grande y heterogéneo de organismos fotosintéticos caracterizados por una gran biodiversidad y una composición bioquímica compleja. De acuerdo con su estructura química y contenido de pigmento, las macroalgas se pueden dividir en tres linajes que incluyen algas pardas (Phaeophyceae), algas rojas (Rhodophyta) y algas verdes (Viridiplantae). Los compuestos de algas se almacenan dentro del citoplasma celular o se unen a las membranas celulares; por lo tanto, la disrupción celular es crucial para la valorización de la biomasa de algas. Además, la composición de la pared celular es muy variable entre las especies de algas que van desde pequeñas membranas hasta estructuras complejas de varias capas, lo que hace que la recuperación de productos de algas sea un desafío [3]. En general, las algas marinas son excelentes fuentes de polisacáridos, proteínas, lípidos y una amplia variedad de metabolitos secundarios, como compuestos fenólicos, terpenoides, carotenoides, pigmentos y derivados nitrogenados [4–6]. Aunque los metabolitos primarios tienen una importancia crucial, datos recientes han demostrado que el contenido de metabolitos secundarios determina las actividades biológicas dealgas marinasextractos [7].

Una preocupación creciente por la salud y el bienestar en general, así como la conciencia de los productos químicos nocivos en los productos cotidianos, está impulsando un mercado global de ingredientes naturales y orgánicos [8]. En los últimos años, la conciencia del consumidor hacia la preferencia por los ingredientes naturales y los productos ecológicos se ha extendido desde la industria alimentaria hasta la industria cosmética y de cuidado personal [9]. Además, en el contexto actual de calentamiento global y problemas ecológicos, ha habido una mayor conciencia pública sobre los problemas ambientales. A la luz de estas preocupaciones actuales, los consumidores han vuelto sus intereses hacia productos ecológicos, saludables y libres de químicos. Como resultado, la industria cosmética actualmente está reemplazando químicos tóxicos e ingredientes dañinos con compuestos nuevos y naturales de alto valor para producir productos de belleza "químicamente limpios" [10].

Los cosméticos se han definido tradicionalmente como productos que se aplican al cuerpo humano para limpiar, embellecer o promover el atractivo sin afectar la estructura o las funciones corporales. Sin embargo, las nuevas tendencias y las demandas recientes de los consumidores han promovido el desarrollo de productos novedosos que brindan múltiples beneficios con un mínimo esfuerzo. El término cosmecéutico ahora se usa con frecuencia para describir productos cosméticos con ingredientes bioactivos que afirman tener beneficios médicos o similares a los de las drogas [11]. Los cosmecéuticos suelen contener ingredientes funcionales como vitaminas, fitoquímicos, enzimas,antioxidantesy/o aceites esenciales [12]. Dado que se ha encontrado una amplia gama de estos compuestos bioactivos en las macroalgas, la investigación de nuevosalgas marinasLos extractos derivados de algas marinas y algas marinas han demostrado ser un área prometedora de estudios cosmecéuticos y cosméticos [13,14].

Una serie de metabolitos secundarios derivados dealgas marinass son conocidos por sus valiosos efectos beneficiosos para la salud de la piel, como fotoprotectores, hidratantes,antioxidante, propiedades antiinflamatorias y regeneradoras [15]. Con base en estos efectos beneficiosos, las algas se incorporan en productos cosmecéuticos como protectores solares, productos antienvejecimiento, así como para la prevención de la hiperpigmentación, mientras que los polisacáridos se utilizan para mantener la piel hidratada y prevenir la sequedad [16]. Durante el envejecimiento, las proteínas de la matriz extracelular son susceptibles a una actividad excesiva de enzimas proteolíticas como las colagenasas y las elastasas, lo que da como resultado cambios visibles en la piel, como arrugas o pérdida de elasticidad de la piel. Un enfoque prometedor para prevenir el envejecimiento extrínseco de la piel es la inhibición de las actividades de colagenasa y elastasa por compuestos naturales. Los extractos de plantas han sido ampliamente investigados y se ha encontrado que poseen actividades anti-colagenasa y anti-elastasa [17]. Sin embargo, hay poca información sobre las actividades enzimáticas inhibitorias de los extractos de algas marinas.

Los métodos de extracción aplicados con mayor frecuencia para el aislamiento de bioactivos a partir de algas marinas se basan en técnicas convencionales. Sin embargo, la utilización de métodos tradicionales tiene varios inconvenientes, como el uso de grandes volúmenes de solventes orgánicos, tiempos de extracción más prolongados, altas temperaturas, problemas de selectividad, altos requerimientos de energía y coextracción de compuestos no deseados o que interfieren [18]. Por lo tanto, las nuevas técnicas de extracción basadas en los principios de la química verde tienen un interés potencial [19].

El campo eléctrico pulsado (PEF) es una tecnología de procesamiento de alimentos emergente, no térmica y energéticamente eficiente [20]. El PEF implica la aplicación de pulsos de campo eléctrico generalmente a voltajes altos (rango kV) y duraciones cortas (micro o nanosegundos) a un producto colocado entre dos electrodos [21]. La aplicación de pulsos eléctricos produce la formación de poros reversibles o irreversibles en las membranas celulares, definidos como electroporación o electropermeabilización, lo que consecuentemente facilita la rápida difusión de los solventes y la potenciación de la transferencia de masa de los compuestos intracelulares [22]. Las aplicaciones recientes se han centrado en el uso de energía eléctrica pulsada como técnica de extracción (extracción asistida por PEF) de productos biológicos, alimentarios y agrícolas [23]. Con el tratamiento con PEF es factible obtener extractos con mayor pureza, aumentar la tasa de extracción de compuestos bioactivos como polifenoles, carotenoides o antocianinas, y eliminar el uso de solventes orgánicos y acortar el tiempo de extracción [24,25]. El tratamiento con PEF se ha aplicado con éxito para la extracción de compuestos valiosos de diferentes fuentes marinas, como proteínas [26–28], carbohidratos [29,30], lípidos [31,32] y pigmentos como carotenoides, clorofilas o ficocianinas [22,33]. ,34] a partir de microalgas y algas marinas.

Por lo tanto, el objetivo principal del presente estudio fue evaluar las posibles aplicaciones cosméticas de los extractos de PEF de tres especies de macroalgas que crecen en Islandia: U. lactuca (macroalgas verdes), A. esculenta (macroalgas marrones) y P. palmata (macroalgas rojas). . En un esfuerzo por desarrollar ingredientes orgánicos y naturales para formulaciones ecológicas, se propuso la extracción asistida por PEF como una alternativa ecológica a la extracción tradicional con solventes orgánicos. Después del proceso de extracción, acuosaalgas marinasLos extractos se caracterizaron en términos de contenido de polifenoles, flavonoides y carbohidratos. Es más,antioxidanteLas propiedades y actividades inhibidoras enzimáticas se evaluaron utilizando ensayos de actividad in vitro. Los resultados informados en este documento proporcionarán la base para mejorar la comprensión de las macroalgas marrones, rojas y verdes para producir ingredientes activos para formulaciones innovadoras en productos cosméticos que contienen compuestos biológicamente activos aislados de fuentes naturales y sostenibles.

2. Resultados y Discusión

2.1. Extracción asistida por PEF para el procesamiento de biomasa de algas islandesas

Los resultados muestran que la conductividad eléctrica fue más alta en la suspensión preparada a partir de A. esculenta seguida de P. palmata y U. lactuca (p < {{0}}.05)="" (cuadro="" 1).="" sin="" embargo,="" el="" efecto="" del="" tipo="" de="" tratamiento="" no="" se="" identificó="" como="" significativo="" (p=""> 0,05). La medición de la conductividad eléctrica ha sido utilizada con éxito por otros autores para evaluar la eficacia del tratamiento con PEF en tejidos biológicos para la liberación de sustancias iónicas intracelulares, como resultado del aumento de la permeabilización de la membrana celular [35–37].

En nuestro estudio, los resultados no indicaron una mayor liberación de estas sustancias por parte del PEF, ya que los cambios en la conductividad inducidos por los tratamientos de extracción tendieron a ser más altos en las suspensiones de HW. Estudios previos han concluido que la conductividad inicial del medio extracelular influye en la eficacia de la electroporación pero no hay acuerdo sobre si existe una relación positiva o negativa entre estos dos factores [38]. Las variaciones en la conductividad y las características del material pueden complicar la comparación. En nuestro estudio, hubo una gran diferencia entre la conductividad de las suspensiones de A. esculenta y las otras dos especies, que no se reflejó en el grado de cambios de conductividad durante el tratamiento de extracción. Se ha afirmado que el contenido de cenizas de las algas pardas puede representar más del 50 por ciento de su peso seco [39], que consiste principalmente en iones, lo que puede explicar en parte la alta conductividad en las suspensiones de A. esculenta en comparación con las otras dos especies.

Los resultados muestran que el pH en la suspensión de U. lactuca fue más bajo que para las otras dos especies, pero no se produjeron efectos claros por el tipo de extracción. La temperatura se incrementó de 22 ± 1◦C antes del tratamiento, a 95 ◦C por HW (para todas las especies), a 36.0 ± 1.0 ◦C, 46.3 ± 0. 6 ◦C y 51.0 ± 1◦C por PEF, en A. esculenta, P. palmata y U. lactucasuspensiones. Se observó la misma tendencia para los grupos tratados con PEF, que luego se calentaron más con HW. El aumento de temperatura fue causado por la conversión de energía eléctrica en energía térmica (calentamiento óhmico) en la suspensión durante el tratamiento con PEF. Se sabe que el nivel de aumento de temperatura es proporcional a la corriente aplicada, pero inversamente proporcional a la conductividad. Esto podría explicar por qué P. palmata y U. lactuca alcanzó mayor temperatura durante el tratamiento con PEF aunque tienen menor conductividad que A. esculenta.

2.2. Espectros de absorción UV-VIS de extractos de algas islandesas

Las algas marinas estudiadas difieren en los perfiles espectrales (Figura 1), lo que sugiere que la composición y el potencial de absorción UV varían entre especies. Sin embargo, el tipo de técnica de extracción no mostró un efecto notable en los espectros de absorción UV; los extractos de algas marinas mostraron perfiles de absorción similares independientemente del método de extracción.

Los espectros de absorción UV del alga verde U. lactuca mostraron un pico prominente en el rango UV-B (280–320 nm) (Figura 1a), mientras que los extractos del alga parda A. esculenta no mostraron una formación clara de la zona de absorción (Figura 1c ). Sin embargo, los resultados indicaron una mayor absorbancia a 220 nm en extractos de A. esculenta en comparación con U. lactuca y P. palmata, lo que se suponía que era el resultado del alto contenido de compuestos fenólicos en A. esculenta (Tabla 2). Un máximo de absorción dentro de este rango se ha relacionado con un enlace entre compuestos fenólicos y alginatos. Se supone que esta relación preserva la capacidad de absorción de UV de los compuestos fenólicos a lo largo del tiempo [40].

Un hallazgo más interesante fue que los resultados obtenidos para los extractos de algas rojas, P. palmata absorbió parte de la radiación UV-A (320–400 nm). Se sabe que las algas rojas acumulan compuestos fotoprotectores con capacidades de absorción de radiación ultravioleta, como los aminoácidos similares a micosporinas (MAA), que absorben en esta región UV específica [41]. P. palmata sobresalió en el espectro de absorción UV con picos prominentes entre 320 y 340 nm de acuerdo con la presencia de MAA que absorben en este rango [42], como palythinol (pico de absorción a 332 nm), asterina-330 (pico de absorción en 330 nm), porphyra-334 (absorción máxima a 334 nm) y otros [43]. Debido a que se sabe que las condiciones de extracción, como el tipo de solvente, influyen en la eficiencia de extracción, los resultados del presente estudio se compararon con estudios previos sobre la extracción de MAA con agua de P. palmata. En estos estudios, los picos máximos de absorción se detectaron entre 325 y 330 nm [44], como en el presente estudio. Por lo tanto, es posible suponer que los picos observados entre 320 y 340 nm pueden deberse a la presencia de MAA.

Las diferencias en los espectros de absorción entre 350 y 700 nm se han explicado por la presencia de diferentes pigmentos accesorios en los respectivos fotosistemas de macroalgas verdes, marrones y rojas, clorofila-b (450–500 nm), fucoxantina (400–500 nm) y ficoeritrina. (600–650 nm) respectivamente [45]. La concentración de compuestos solubles en agua en los extractos tuvo efectos más fuertes. En consecuencia, el patrón que refleja la diferencia en los pigmentos entre las especies de algas no fue evidente en el presente estudio.

2.3. Contenido total de fenólicos, flavonoides y carbohidratos de los extractos de algas islandesas

El contenido total de fenoles en elalgas marinass varió de 1592 a 9368 µg GAE/g dw (Tabla 2). El alga parda A. esculenta presentó la mayor cantidad (p < 0.05)="" de="" compuestos="" fenólicos="" (valor="" medio="" 8869,7="" µg="" gae/g="" ps),="" seguida="" de="" p.="" palmata="" (valor="" medio="" 1806,2="" µg="" gae/g="" ps)="" y="" u.="" lactuca="" (valor="" medio="" 1750,7="" µg="" gae/g="" ps)="" (no="" hubo="" diferencias="" significativas="" entre="" los="" extractos="" de="" p.="" palmata="" y="" u.="" lactuca)).="" para="" cada="" especie="" de="" alga="" marina,="" el="" contenido="" de="" polifenoles="" no="" difirió="" entre="" los="" métodos="" de="" extracción="" excepto="" para="" u.="" lactuca,="" cuyos="" resultados="" mostraron="" que="" la="" hw="" fue="" la="" técnica="" más="" eficiente="" (p="">< 0.05).="" sin="" embargo,="" deben="" destacarse="" las="" ventajas="" del="" pef,="" incluida="" su="" naturaleza="" no="" térmica,="" el="" tiempo="" de="" extracción="" más="" corto="" (10="" min="" frente="" a="" 45="" min)="" y="" el="" proceso="">

Entre los tres grupos de algas, las macroalgas pardas contienen un mayor número de polifenoles que las macroalgas rojas y verdes. Los resultados coincidieron con estudios anteriores [46,47] que informaron que las especies de algas pardas (p. ej., A. esculenta y Saccharina latissma) tenían un contenido fenólico más alto que las especies rojas (P. palmata) y verdes (p. ej., U. lactuca). Esto fue respaldado por otros autores [48] que concluyeron que el contenido medio de polifenoles era específico de la especie (A. esculenta > S. latissma > P. palmata) y que el contenido fenólico era tres veces mayor en A. esculenta que en las otras especies ( A. esculenta: 37 mg de equivalentes de floroglucinol (PGE)/g dw, S. latissma: 8 mg PGE/g dw, P. palmata: 5 mg GAE/g dw). Además, en el mismo estudio, los autores informaron que el contenido de polifenoles varía según la temporada, mientras que las variaciones espaciales (las algas se recolectaron en Noruega, Francia e Islandia) mostraron un efecto marginal. Por ejemplo, Gager et al. (2020) encontraron que hubo un efecto significativo de las variaciones estacionales en el contenido de polifenoles de A. esculenta, con más de 300 mg GAE/g DW en otoño en comparación con menos de 20 mg GAE/g DW en primavera. Florotaninos de siete algas pardas cosechadas comercialmente en Bretaña (Francia) detectados por 1 H RMN y ensayos in vitro: variación temporal y valorización potencial en aplicaciones cosméticas. Nuestras muestras fueron recolectadas en julio (U. lactuca y A. esculenta) y en noviembre (P. palmata). En el estudio de Roleda [48], el contenido promedio en A. esculenta de Trondheim, Noruega (no recolectada en Islandia) en verano fue de 40 mg PGE/g dw y P. palmata de Islandia pero fue de 4 mg GAE/g dw en otoño. Los valores más altos informados en comparación con nuestro estudio pueden explicarse por los medios de extracción utilizados (acetona:agua 80:20), que probablemente resulten en rendimientos de extracción más altos. También se encontró un mayor contenido de polifenoles para los extractos de A. esculenta usando una mezcla de etanol y agua (50:50) con ultrasonido [49]. Sin embargo, usando el mismo medio de extracción y la extracción con solvente clásica, se informó que A. esculenta contenía 44.1 mg GAE/100 g dw en extractos acuosos [50], relativamente similar a lo observado en el presente estudio.

El contenido medio de flavonoides fue específico de la especie (A. esculenta > U. lactuca > P. palmata;(p < 0.{{10}}5) (Tabla 2). La mayor cantidad de flavonoides se observó para los extractos de A. esculenta (valor medio 12098,7 µg QE/g dw), mientras que se encontró un contenido menor para U. lactuca (valor medio 4152,4 µg QE/g dw), y se determinó un contenido mínimo para los extractos de P. palmata( valor medio 905.8 µg QE/g ps). Similar al comportamiento encontrado para el contenido de fenoles totales, el tipo de tecnología de extracción no tuvo efectos significativos sobre el contenido de flavonoides (p > 0.05), con excepción de U. lactuca. Los resultados mostraron que HW y la combinación de ambas técnicas (PEF más HW) fueron las técnicas más eficientes para la extracción de flavonoides en U. lactuca (p < 0.05).

Existen numerosos estudios sobre el contenido de flavonoides en plantas terrestres, pero los estudios de contenido de flavonoides en algas son escasos [51] y especialmente en las especies estudiadas en el presente trabajo. A saber, el estudio de Ummat et al. [49] informó que la extracción asistida por ultrasonido mejoró la recuperación de flavonoides en los 11algas marinass investigado (incluyendo A. esculenta) en comparación con las extracciones con solventes convencionales usando una mezcla de 50 por ciento de etanol. En otro estudio, se cuantificaron los flavonoides en los extractos metanólicos de cuatro especies de Ulva (Ulva clathrata, Ulva linza, Ulva flexuosa y Ulva intestinalis) cultivadas en diferentes partes de las costas del norte del Golfo Pérsico en el sur de Irán; el contenido de flavonoides de los extractos de algas varió de 8 a 33 mg RE/g dw [52]. Sin embargo, estudios previos realizados por el mismo grupo de investigación encontraron cambios marcados en los constituyentes químicos con cambios de estaciones y condiciones ambientales [53]. Por lo tanto, es un poco difícil tener una visión general completa de la bibliografía de estos compuestos bioactivos enalgas marinass, debido a la falta de investigaciones publicadas disponibles, pero también debido a los cambios en el contenido de flavonoides influenciados por las condiciones de cultivo y la ubicación geográfica.

Mean carbohydrate content of produced extracts was also species-specific (P. palmata >U. lactuca > A. esculenta; p < 0.05)="" (tabla="" 2).="" los="" contenidos="" variaron="" de="" 44,8="" a="" 510="" mg="" glue/gdw="" dependiendo="" de="" las="" especies="" de="" algas.="" las="" algas="" marinas="" contienen="" una="" gran="" cantidad="" de="" polisacáridos="" con="" funciones="" importantes="" para="" las="" células="" de="" las="" macroalgas,="" incluido="" el="" soporte="" estructural="" y="" el="" almacenamiento="" de="" energía.="" por="" ejemplo,="" la="" mayor="" parte="" de="" las="" paredes="" celulares="" de="" las="" algas="" rojas="" y="" marrones="" está="" representada="" por="" galactanos="" sulfatados,="" que="" se="" conocen="" como="" agar,="" alginato="" y="" carragenina="" [54].="" la="" redalgae="" p.="" palmata="" mostró="" la="" mayor="" cantidad="" de="" contenido="" de="" carbohidratos="" (valor="" medio="" 441="" mgglue/g="" dw).="" los="" resultados="" coincidieron="" con="" estudios="" previos="" que="" reportaron="" la="" concentración="" más="" alta="" de="" polisacáridos="" en="" especies="" de="" palmaria="" [55].="" además,="" mutripah="" et="" al.="" [56]="" describieron="" un="" contenido="" total="" de="" carbohidratos="" de="" p.="" palmata="" de="" 469="" mg/g="" de="" algas="" marinas="" secas,="" relativamente="" similar="" al="" observado="" en="" el="" presente="">

La macroalga verde U. lactuca mostró contenidos de hasta 249,5 mg GluE/g ps según la técnica de extracción utilizada (Cuadro 2). Con base en la literatura, U. lactuca tiene celulosa soluble e insoluble en agua correspondiente a polisacáridos estructurales con un componente mayoritario llamado ulván, que aporta del 9 al 36 por ciento del peso seco de la biomasa [57]. Ulvan se compone principalmente de ramnosa sulfatada, ácidos urónicos (ácido glucurónico y ácido idurónico) y xilosa. Debido a su naturaleza polar, la solubilidad de las soluciones acuosas de ulván mejora con la extracción a altas temperaturas (80–90 ◦C) [58]. La temperatura de extracción podría ser la razón por la cual el contenido de carbohidratos totales de los extractos de U. lactuca producidos por la extracción tradicional con agua caliente y la combinación de ambos métodos (PEF más AH) fue mayor (p < 0,05)="" que="" el="" contenido="" obtenido="" usando="" solo="">

Por otro lado, otros autores destacan la importancia de la variación estacional en el contenido de polisacáridos. Por ejemplo, Schiener et al. afirman identificar las variaciones estacionales y predecir los mejores tiempos de cosecha para las algas marinas. El análisis de composición estacional de A. esculenta demostró que los valores máximos de carbohidratos coincidieron con concentraciones reducidas de proteínas, cenizas, polifenoles y humedad [39]. Según los autores, estas relaciones, que varían entre temporadas y especies, pueden ser utilizadas por las industrias para maximizar los rendimientos de los cultivos específicos.algas marinascomponentes

2.4. Capacidades antioxidantes de los extractos de algas marinas islandesas

A. esculenta tuvo la mayor actividad de eliminación de DPPH entre los extractos crudos de las tres especies de algas (p < {{0}}.05),="" con="" efectos="" de="" eliminación="" superiores="" al="" 90="" por="" ciento="" (tabla="" 3).="" en="" comparación="" con="" los="" diferentes="" soluciones="" estándar,="" a.="" esculenta="" mostró="" una="" actividad="" depuradora="" comparable="" a="" 100="" µg/ml="" de="" ácido="" ascórbico="" (87,9="" por="" ciento),="" ácido="" gálico="" (91,0="" por="" ciento)="" y="" -tocoferol="" (87,9="" por="" ciento).="" nuestros="" resultados="" estuvieron="" de="" acuerdo="" con="" estudios="" recientes="" [50],="" que="" también="" informaron="" un="">antioxidanteactividad de extractos de A. esculenta. Sorprendentemente, no hay diferencias significativas enantioxidanteSe observó actividad entre los diferentes métodos de extracción probados (p > 0.05). Se esperaba que los extractos de PEF mostraran mejores valores antioxidantes que los extractos producidos con la extracción tradicional en caliente, ya que otros estudios han demostrado que las técnicas verdes (como la extracción asistida por microondas o la extracción enzimática) podrían evitar de manera efectiva la descomposición de compuestos bioactivos, exhibiendo mayores actividades antioxidantes [59]. ,60].

la habilidad dealgas marinasextractos para reducir el ion férrico (Fe3 plus ) a ferroso (Fe2 plus ) y también se estudió la capacidad de capturar el radical ABTS, por el método FRAP y ABTS, respectivamente. Los resultados de FRAP mostraron tendencias similares a DPPH, mostrando que A. esculenta tenía la capacidad más fuerte para reducir el ion férrico (Fe3 plus) a ferroso (Fe2 plus) entre los extractos crudos de las tres especies de algas (p < 0.{{6}="" }5).="" sin="" embargo,="" se="" encontró="" un="" comportamiento="" diferente="" para="" el="" abts.="" todos="" los="" extractos="" de="" algas="" mostraron="" una="" capacidad="" similar="" para="" eliminar="" el="" radical="" abts="" (p=""> 0,05), lo que indica que estas especies probablemente contienen algunos compuestos eficientes que son responsables de su actividad de eliminación.

En general, se sabe que las algas pardas presentan mayorantioxidantepotencial en comparación con las familias roja y verde [61]. Nuestros resultados también mostraron que los extractos acuosos de A. esculenta exhibió actividades antioxidantes efectivas con respecto a la eliminación de radicales libres y el poder reductor, lo que sugiere que A. esculenta podría ser un recurso potencial para los antioxidantes naturales. La alta actividad antioxidante observada para los extractos de A. esculenta podría estar ligada al alto contenido en compuestos fenólicos determinado en los extractos de algas pardas. En muchos estudios, elantioxidanteLa actividad de los extractos de algas se ha atribuido a los compuestos fenólicos, mostrando correlaciones positivas entre el contenido fenólico y la capacidad de eliminación, principalmente con DPPH [62,63]. Se encontraron resultados de correlación similares en el estudio actual para extractos de A. esculenta (ver una mejor discusión en la Sección 2.6. Correlaciones entre compuestos químicos y propiedades bioactivas).

2.5. Actividades inhibidoras enzimáticas del extracto de algas islandesas

islandésalgas marinasLos extractos de s exhibieron efectos inhibitorios positivos hacia todas las enzimas probadas (Tabla 4), abriendo nuevas vías para la explotación de inhibidores enzimáticos naturales de los recursos de algas. Hasta donde sabemos, esta es la primera vez que las actividades inhibidoras enzimáticas del islandésalgas marinasse han probado extractos producidos por PEF.

2.5.1. Actividad de inhibición de colagenasa

Los extractos de A. esculenta mostraron una inhibición positiva de colagenasa que oscilaba entre el 68 y el 91 por ciento, mientras que los extractos de P. palmaria y U. lactuca exhibieron actividades de inhibición insignificantes contra la colagenasa (Tabla 4). El extracto de agua caliente de A. esculenta exhibió un 71,1 % de inhibición de la colagenasa, que fue mayor que la solución estándar de epigalocatequina-3-galato (EGCG) (63,2 %) y comparable con el estándar positivo proporcionado por el kit enzimático comercial (74,9 %). El hallazgo fue que los extractos de A. esculenta producidos por el PEF mostraron una inhibición de la colagenasa del 91 por ciento, exhibiendo una actividad incluso mayor que el inhibidor proporcionado por el kit comercial. Cabe destacar que esta actividad solo se observó en los extractos acuosos producidos por PEF y no por la combinación de PEF más AH. Este comportamiento puede explicarse por la posibilidad de que el proceso de agua caliente pueda tener un efecto negativo sobre los compuestos responsables de inhibir la actividad de la colagenasa. Sin embargo, se necesitan estudios adicionales para explicar estos resultados debido a la complejidad de los extractos de algas crudas. El mencionado grupo de investigación trabaja actualmente en la identificación de moléculas de inhibición en extractos de A. esculenta para comprender mejor estos efectos positivos que produce el PEF.

Los resultados en cuanto a la inhibición de la colagenasa por extractos de A. esculenta concuerdan con datos previos, en los que se está utilizando A. esculenta en extractos comerciales por su efecto antienvejecimiento. La degradación del colágeno ocurre con el envejecimiento debido a la actividad de la colagenasa, lo que da como resultado arrugas en la piel. La inhibición de la colagenasa por compuestos naturales es una oportunidad interesante para los productos antienvejecimiento. Por ejemplo, SEPPIC, proveedor de ingredientes para la industria cosmética, ofrece un extracto lipofílico de A. esculenta (Kalpariane® AD) [64].

2.5.2. Actividad de inhibición de elastasa

Sólo los extractos crudos de A. esculenta inhibieron la elastasa, exhibiendo actividades superiores al 70 por ciento de inhibición (Tabla 4). Sin embargo, las actividades anti-elastasa de los extractos de A. esculenta no difirieron estadísticamente entre los métodos de extracción (p > 0.05). En comparación con las soluciones de quercetina, un conocido inhibidor de elastasa que mostró una inhibición del 100 % a 1 mM y del 58,7 % a 0,5 mM, el rendimiento de los extractos de A. esculenta fue alto.

La elastasa es una enzima proteinasa que puede reducir la elastina rompiendo enlaces peptídicos específicos. En consecuencia, la inhibición de la actividad de la elastasa en la capa de la dermis se puede utilizar para mantener la elasticidad de la piel [65]. Muchos extractos de plantas han sido identificados como inhibidores de elastasa [17]; sin embargo, se han realizado pocas investigaciones sobre la inhibición de la elastasa a partir de recursos algales. De acuerdo con los datos de la literatura, se sabe que los polifenoles extraídos de las plantas son fuertes inhibidores de la elastasa y la hialuronidasa [66]. Un estudio reciente informó que los florotaninos, el tipo de tanino en las algas pardas, los extractos de algas marinas Eisenia bicyclis y el alga parda Ecklonia cava, benefician la piel al reducir significativamente la actividad de la elastasa [67]. Los extractos de A. esculenta producidos en este estudio mostraron la valores más altos de TPC y TFC en comparación con las otras especies estudiadas (Cuadro 4), por lo que esta podría ser la razón por la cual los extractos acuosos de P. palmaria y U. lactuca no mostraron actividades anti-elastasa. Para confirmar esta hipótesis, se realizó un análisis de correlación de Pearson, lo que sugiere que las actividades antienzimáticas se correlacionan positivamente con el contenido de sustancias fenólicas (consulte una discusión adicional en la Sección 2.6. Correlaciones entre compuestos químicos y propiedades bioactivas).

2.5.3. Actividad de inhibición de tirosinasa

Los extractos de A. esculenta mostraron resultados positivostirosinasainhibición superior al 90 por ciento para todos los métodos de extracción utilizados, mientras que los extractos de P. palmaria y U. lactuca no exhibieron efectos inhibidores de la tirosinasa (Tabla 4). Sin embargo, las actividades anti-tirosinasa de los extractos de A. esculenta no difirieron (p < 0.05)="" con="" los="" métodos="" de="" extracción.="" comparando="" el="" efecto="" de="" los="" extractos="" de="" a.="" esculenta="" con="" las="" soluciones="" de="" quercetina="" probadas,="" los="" extractos="" crudos="" de="" las="" algas="" pardas="" mostraron="" mejores="" actividades="" inhibidoras="" que="" estas="" soluciones="" (88="" y="" 75="" por="" ciento="" para="" las="" soluciones="" de="" quercetina="" 0,5="" y="" 1="" mm,="" respectivamente).="" sobre="" la="" base="" de="" la="" literatura,="" varios="" investigadores="" han="" informado="" sobre="" actividades="" anti-tirosinasa="" de="" plantas,="" bacterias="" y="" hongos="" [68].="" sin="" embargo,="" aunque="" diferentes="" estudios="" sugieren="" que="" los="" compuestos="" bioactivos="" derivados="" de="" las="" algas="" marinas="" tienen="" un="" buen="" potencial="" para="" ser="" utilizados="" como="" agentes="" blanqueadores="" de="" la="" piel="" [13],="" este="" es="" un="" dominio="" aún="" inexplorado="" y="" solo="" se="" han="" realizado="" unos="" pocos="" estudios.="" la="" mayoría="" de="" los="" estudios="" realizados="" en="" esta="" área="" se="" han="" centrado="" en="" las="" algas="" pardas,="" coincidiendo="" con="" los="" resultados="" del="" presente="" estudio="" en="" el="" que="" los="" extractos="" de="" a.="" esculenta="" exhibieron="" las="" mejores="" actividades="" anti-tirosinasa.="" por="" ejemplo,="" los="" derivados="" del="" floroglucinol="" y="" los="" florotaninos,="" metabolitos="" secundarios="" comunes="" que="" se="" encuentran="" en="" las="" algas="" pardas,="" han="" mostrado="" actividad="" inhibidora="" contra="" la="" tirosinasa="" debido="" a="" su="" capacidad="" para="" quelar="" el="" cobre="" [69].="" en="" un="" estudio="" reciente,="" el="" extracto="" del="" alga="" marrón="" lessonia="" trabeculate="" producido="" por="" extracción="" asistida="" por="" microondas="" inhibió="" una="" actividad="" de="" tirosinasa="" del="" 33,73="" por="" ciento="" [60].="" en="" otro="" estudio,="" el="" extracto="" del="" alga="" parda="" turbinaria="" conoides="" mostró="" actividad="">antioxidanteytirosinasainhibidor, sin embargo, en este caso se usó etanol como solvente [70]. Una correlación significativa entre la potencia inhibidora de los polifenoles extraídos de plantas en hongostirosinasaha sido informado en estudios previos [68]. Asimismo, los resultados de este estudio sugieren que la actividad inhibitoria hacia la tirosinasa se correlacionó positivamente con el contenido de flavonoides y fenoles (ver Sección 2.6. Correlaciones entre compuestos químicos y propiedades bioactivas).

La tirosinasa juega un papel importante en la biosíntesis del pigmento de melanina en la piel. La melanina es responsable de la protección contra la radiación ultravioleta dañina, que puede causar varias condiciones patológicas [71]. Además, puede generar problemas estéticos cuando la melanina se acumula en forma de manchas hiperpigmentadas [72]. Por lo tanto, la incorporación de inhibidores de tirosinasa en productos cosméticos puede ser atractiva debido a los efectos blanqueadores y/o aclarantes.

la cistanche puede inhibir la tirosinasa

2.5.4. Actividad de inhibición de la hialuronidasa

Todosalgas marinasLos extractos exhibieron una actividad anti-hialuronidasa significativamente alta (Tabla 4), mostrando resultados comparables a las soluciones de ácido tánico (un conocido inhibidor de la hialuronidasa). Específicamente, los extractos de A. esculenta mostraron un 100 por ciento de inhibición para todos los métodos probados. Además, los extractos de U. lactuca exhibieron actividades superiores al 90 por ciento de inhibición, donde la inhibición de los extractos producidos por PEF (96,8 por ciento) y la combinación de PEF más HW (97,3 por ciento) fue mayor que la inhibición producida por el método tradicional de agua caliente 93,4 por ciento) (p < 0.05).="" todos="" los="" extractos="" de="" p.="" palmaria="" exhibieron="" actividades="" similares="" (p="">< 0.05),="" la="" inhibición="" de="" los="" extractos="" producidos="" por="" pef="" fue="" (91.9="" por="" ciento)="" y="" la="" combinación="" de="" pef="" más="" hw="" (89.5="" por="" ciento)="" y="" el="" método="" tradicional="" de="" agua="" caliente="" (91.8="" por="">

Otros autores también describieron la actividad anti-hialuronidasa de diferentesalgas marinasextractos de s, especialmente para extractos ricos en florotaninos de algas pardas [73,74]. Sin embargo, hasta donde sabemos, esta es la primera vez que se informan las actividades inhibidoras de la hialuronidasa de los extractos de P. palmata y U. lactuca producidos por PEF.

El ácido hialurónico es un componente importante de la dermis, donde interviene en la reparación de los tejidos, se descompone con el envejecimiento, provocando arrugas y pérdida de firmeza de la piel. En este sentido, los inhibidores de la hialuronidasa aumentan el nivel de ácido hialurónico de la matriz extracelular dérmica para mejorar la apariencia de la piel facial envejecida [13]. Por lo tanto, los resultados de este estudio podrían abrir nuevas vías para la explotación de inhibidores naturales de la hialuronidasa a partir de recursos de algas con uso potencial en productos cosméticos.

En resumen, los datos recopilados nos permitieron concluir que los extractos de A. esculenta exhibieron en general mejores actividades inhibidoras que P. palmaria y U. lactuca frente a las enzimas probadas. Por lo tanto, es la especie de alga marina más prometedora con excelentes actividades antienzimáticas y, por lo tanto, fue seleccionada para estudios posteriores en nuestro laboratorio. Aunque los extractos crudos de A. esculenta parecen ser buenos candidatos para experimentos in vitro, es necesario realizar más estudios para dilucidar la identidad de los metabolitos responsables de estos efectos biológicos.

extracto de cistanche: antioxidante

2.6. Correlaciones entre Compuestos Químicos y Propiedades Bioactivas

Los resultados del análisis de componentes principales (PCA) mostraron que la separación principal de los grupos estuvo definida por PC1 y PC2, que representaron el 71,9 por ciento y el 14,5 por ciento de la varianza en los datos, respectivamente (Figura 2). Los extractos de A. esculenta se caracterizaron por tener mayores contenidos de flavonoides y compuestos fenólicos, efectos inhibitorios sobre enzimas (colagenasa, tirosinasa y elastasa), y valores de DPPH y FRAP, que las otras especies, P. palmata y U. lactuca. Por otro lado, A. esculenta tuvo menor contenido de carbohidratos, especialmente en comparación con P. palmata (que se ubicó en el lado opuesto del PC1). La variación en los datos a lo largo del PC2 se relacionó principalmente con ABTS y la inhibición de hialuronidasa. Como lo indica la ubicación en el gráfico, P. palmata tuvo una correlación más fuerte con ABTS, mientras que U. lactuca estuvo más relacionada con los efectos de inhibición de hialuronidasa, en comparación con estas dos especies.

Una correlación positiva alta y significativa entre TPC, TFC, DPPH, FRAP y efectos inhibitorios sobre colagenasa, elastasa ytirosinasafue demostrado por el análisis de correlación de Pearson (Tabla 5).

Esto estaba de acuerdo con estudios previos, que informan que los compuestos fenólicos (incluidos los flavonoides) son los principales contribuyentes a la actividad antioxidante de variosalgas[75–77]. La alta actividad antioxidante de los extractos de macroalgas pardas se ha relacionado con un grupo específico de polifenoles, los florotaninos, y su estructura molecular única. Se informa que los florotanos de las algas pardas tienen hasta ocho anillos de fenol interconectados que actúan como trampas de electrones [78,79]. Se esperaba que los ABT se correlacionaran con TPC, otrosantioxidanteparámetros Las posibles razones pueden ser que los métodos se basen en diferentes condiciones de reacción y que la reactividad difiera tanto con respecto al tiempo como al rango de componentes. Por ejemplo, el reactivo ABTS reacciona con una gama más amplia deantioxidantemás que el radical DPPH [80]. Por otro lado, una de las limitaciones mencionadas para ABTS es una reacción larga y el tiempo de reacción general puede no permitir alcanzar un punto final.

Los resultados indican que existe una alta correlación positiva de TPC y TFC con la actividad inhibidora de colagenasa, elastasa y tirosinasa ({{0}}.93–0.99), mientras que la relación con la inhibición de hialuronidasa no fue tan fuerte (r=0.42 y 0.54, respectivamente). Esto indica que otros componentes pueden haber contribuido al efecto inhibidor de los extractos. Otros estudios han informado que los polisacáridos tienen actividad inhibidora de la hialuronidasa, por ejemplo, el ácido algínico en las algas pardas [81,82]. Se necesitan más estudios sobre la composición química de las especies de macroalgas para los efectos de los compuestos aislados sobre la enzima para evaluar la contribución de cada componente químico, ya que en este estudio el enfoque se centró en los extractos crudos.

Los hallazgos coincidieron con estudios previos, afirmando que la composición química y los niveles de bioactividad de los extractos varían significativamente entre los tres linajes (algas rojas, verdes y marrones) y entre diferentes especies pertenecientes al mismo filo y están influenciados por la edad y el tejido. escribe. Además, la composición y características dependen de muchos factores ambientales que afectan la distribución y el crecimiento de las macroalgas. Por ejemplo, luz (radiación UV), temperatura, disponibilidad de nutrientes, exposición al aire, movimiento del agua, exposición a las olas y salinidad. La temperatura ha sido descrita como el factor que tiene los efectos más fuertes sobre la formación de pigmentos y la concentración de nutrientes, la salinidad y la radiación UV como los factores que influyen en la concentración de TPC [83].

La distribución de diferentes especies de macroalgas varía con la profundidad del agua. Las posiciones más altas en la costa en la zona intermareal o litoral son más estresantes ya que las especies que crecen allí deben soportar múltiples cambios en los factores abióticos debido a los cambios de marea. Por ejemplo, el efecto de secado del aire, las altas radiaciones solares (en marea baja), los cambios en la salinidad y la temperatura y, en condiciones de bajas temperaturas del aire, incluida la congelación. Por debajo de la marca de agua baja, el aumento de la profundidad da como resultado una disminución muy rápida de la intensidad de la luz y una menor exposición a la radiación.

Las algas que crecen en el rango de las mareas tienen menor sensibilidad a la radiación ultravioleta y se recuperan más rápidamente del estrés solar. Mientras que las algas que crecen en la zona sublitoral son más sensibles a la radiación UV y se recuperan menos del estrés solar [84]. Al mismo tiempo, la columna de agua brinda protección. En el presente estudio, la exposición a la luz solar fue presumiblemente más fuerte para P. palmata, en comparación con las otras especies. Otros estudios han demostrado que la formación de MAA está directamente relacionada con la luz solar [85], protegiendo a los organismos contra la radiación UV-A y UV-B. Además, se demostró que la cantidad específica de MAA disminuyó al aumentar la profundidad de recolección. Se sabe que las algas marinas, como A. esculenta, crecen en la zona sublitoral superior, pero también se extienden hasta el intermareal más bajo, justo por encima de la marca de agua baja. Lo que significa que la columna de agua proporcionó una protección más fuerte que para P. palmata. Además, las características morfológicas son diferentes, las láminas de A. esculenta son más gruesas en comparación con las otras dos especies. U. lactuca, que crece principalmente en el intermareal y el sublitoral, es capaz de realizar la fotosíntesis y crecer bajo irradiaciones muy bajas. Se ha dicho que la exposición a la luz UVB acelera la recuperación de los parámetros fotosintéticos de U. lactuca de los efectos negativos de la luz UVA. Es más pequeña, de estructura más simple y de vida más corta (3 meses) que A. esculenta (5 a 7 años) y P. palmata, que tiene un nuevo crecimiento cada año.

En resumen, se pueden establecer las suposiciones de que las principales diferencias en las propiedades de los extractos se deben a la variación en la duración de la vida, las características morfológicas y las condiciones de crecimiento de las especies de algas.

3. Materiales y Métodos

3.1. Materiales

islandésalgas marinass U. lactuca (alga verde), A. esculenta (alga parda) y P. palmata (alga roja) fueron proporcionados por Icelandic Blue Mussel yAlgas marinas, que cosechó algas en Breidafjordur (oeste de Islandia). Después de la cosecha, las algas marinas se secaron (hasta aproximadamente un 90 por ciento de material seco), se molieron y se entregaron envasadas al vacío. Las muestras se mantuvieron en un lugar seco y oscuro a temperatura ambiente hasta su uso.

tirosinasade hongos, L-3,4-dihidroxifenilalanina (L-DOPA), elastasa de páncreas porcino, ácido ascórbico, N-Succinyl-Ala-Ala-Ala-p-nitroanilida (AAAPVN), hialuronidasa de testículos bovinos , quercetina, -tocoferol, ácido tánico, 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH), 2,4,6-Tripiridil-s-Triazina (TPTZ), Trolox, Folin-Ciocalteu reactivo, ácido gálico y un kit de ensayo colorimétrico de actividad de colagenasa (MAK293) se adquirieron de Sigma-Aldrich Co. (St. Louis, MO, EE. UU.). La sal de sodio del ácido hialurónico se adquirió de MakingCosmetics (Redmond, WA, EE. UU.). Todos los demás productos químicos y reactivos utilizados fueron de grado analítico y se obtuvieron de VWR International, LLC. Se utilizó agua desionizada (Elix® Essential, Merck, Darmstadt, Alemania) para la extracción y preparación de soluciones a base de agua.

3.2. Diseño experimental

Se utilizó un diseño factorial para evaluar los efectos de las especies de algas islandesas (U. lactuca, A. esculenta, P. palmata) y el tratamiento de extracción (extracción con agua caliente (HW, 95 ◦C)), extracción asistida por PEF (PEF) y la combinación de ambos técnicas (PEF más HW), sobre la composición y bioactividad del extracto (Tabla 6). La extracción se realizó por triplicado para cada grupo y cada repetición de extracto se analizó por triplicado.

3.3. La extracción de bioactivos de las algas islandesas

La explotación de la biomasa de macroalgas en diferentes niveles ha motivado a los científicos a explorar técnicas de extracción más ecológicas, eficientes y rentables, basadas en enfoques de extracción verde. En este trabajo, la extracción asistida por PEF se evaluó como un método novedoso y ecológico para producir extractos funcionales, mientras que la extracción tradicional con agua caliente se utilizó como comparación. Además, se estudió el efecto de la combinación de ambas técnicas, el tratamiento de macroalgas con PEF seguido de la extracción tradicional con agua caliente, sobre la recuperación bioactiva. Debido a la esperada electroporación que se produce en las membranas celulares tras el tratamiento físico, la siguiente extracción con agua caliente podría facilitar aún más la liberación del material intracelular [86], aumentando el rendimiento de extracción. Se necesita un tiempo tras el tratamiento de los materiales para difundir fuera de las células [87,88], y en este experimento las suspensiones esperaron durante la noche hasta la separación del líquido (extracto) de la pulpa.

En cuanto al medio de extracción, se utilizó agua destilada para producir elalgas marinasextractos para superar las limitaciones relativas al uso de disolventes orgánicos y tóxicos. Se demostró que el agua es un buen solvente para la extracción de varios compuestos bioactivos dealgas marinass [46,89–91] y es respetuoso con el medio ambiente. Además, el agua se usa comúnmente para la extracción asistida por PEF, ya que es un buen conductor de la electricidad.

3.3.1. Procedimientos de extracción

Para cada réplica en cada grupo,algas marinass (15 g) se remojaron durante la noche a temperatura ambiente (22 ◦C) en agua desionizada (300 mL). Luego, la suspensión se trató con PEF (PEF), se calentó (HW) o se trató con PEF y se calentó (PEF más HW). Las suspensiones se mantuvieron durante la noche en un refrigerador seguido de una filtración con papel filtro grueso (20 µm). Luego los filtrados (extractos) se almacenaron a 4 ◦C hasta su análisis.

La extracción asistida por campos eléctricos pulsados ​​se llevó a cabo utilizando un generador de pulsos construido internamente. Contaba con un condensador FuGHCK-200-2000 (FuG Elektronik GmbH, Rosenheim, Alemania) y vía de chispas (18,5 kV OG75, Perkin-Elmer Optoelectronics, GMBH, Wiese baden, Alemania). El equipo PEF generó pulsos de decaimiento exponencial con un ancho de 0.96 µs y una amplitud de 18 kV. Se utilizó una cámara de tratamiento de plexiglás con las dimensiones (L × H × W) 20 × 8 × 2,5 cm, con la distancia más corta entre los electrodos de placa, para tratar las suspensiones con un campo eléctrico de 8 kV/cm a 1,2 Hz durante 10 min.

Los extractos de HW se prepararon calentando la suspensión en un vaso de precipitados en un baño de agua termostático y se mantuvieron a 95 ◦C durante 45 min. Para el campo eléctrico pulsado combinado y el tratamiento térmico, las suspensiones se trataron con PEF y luego se colocaron en un vaso de precipitados, se calentaron en un baño de agua y se mantuvieron a 95 ◦C durante 45 min.

3.3.2. Mediciones de conductividad, pH y temperatura

La conductividad eléctrica y el pH de las suspensiones de algas marinas se midieron después del remojo y después de los tratamientos de extracción, a temperatura ambiente, utilizando un medidor de pH (OrionStar™ A215 pH/Conductivity Benchtop Meter, Thermo Scientific, Waltham, MA, EE. UU.) equipado con un sensor de conductividad y Electrodo combinado pH/ARC triodo. Además, se registraron los cambios de temperatura debido a los tratamientos.

3.4. Perfiles espectrales de los extractos de algas marinas

Los espectros de absorción UV-VIS de los diferentes extractos de algas marinas se midieron en el rango de 200 a 450 nm usando un espectrofotómetro Thermo Scientific Evolution 350 UV Vis de doble haz (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, EE. UU.) con cubetas de cuarzo de 1 cm. Se realizaron tres escaneos para cada extracto de algas marinas.

3.5. Determinación del Contenido Polifenólico Total

El contenido fenólico total (TPC) enalgas marinasLos extractos se determinaron utilizando el reactivo de Folin-Ciocalteu siguiendo un método ligeramente modificado descrito por Zhang [92] utilizando un espectrofotómetro de microplacas Multiskan Sky (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, EE. UU.). Un volumen de 20 µL dealgas marinasEl extracto o la solución estándar en serie se mezcló con 100 µL de reactivo de Folin-Ciocalteu (10 por ciento en agua destilada). Después de 5 min, se añadieron 80 µl de solución de carbonato de sodio al 7,5 por ciento (v/p). La mezcla de reacción se incubó a temperatura ambiente y oscuridad durante 30 min. La absorbancia se midió a la longitud de onda de 760 nm. Se usó agua destilada como blanco. Se usó una curva estándar de ácido gálico para determinar el contenido fenólico total y se expresó como µg de equivalentes de ácido gálico (GAE) por gramo de material seco (µg GAE/g dw).

3.6. Determinación del Contenido Total de Flavonoides

El contenido total de flavonoides (TFC) enalgas marinasextractos se determinó mediante el método descrito por Kamtekar [93] y se adaptó a microplacas de 96-pocillos. Brevemente, se mezcló un volumen de 25 µL de extracto de algas marinas o solución estándar en serie con 100 µL de nitrito de sodio (0,375 por ciento p/v). Después de 5 min, se añadieron a la mezcla 25 µL de cloruro de aluminio (3 por ciento p/v) y se incubó durante 6 min a temperatura ambiente. Luego, se añadieron a la mezcla 100 µL de hidróxido de sodio (2 por ciento p/v) y se mezcló. Inmediatamente, se midió la absorbancia a la longitud de onda de 510 nm. Se utilizaron como blancos agua destilada y etanol. Se usó una curva estándar de quercetina (disuelta en etanol) para determinar el contenido fenólico total y se expresó como µg de equivalentes de quercetina (QE) por gramo de material seco (µg QE/g dw).

3.7. Determinación del contenido de carbohidratos

El contenido de azúcares libres se midió según el método descrito por [94], con ligeras modificaciones. Se agregaron 50 µL de solución de fenol (4 por ciento) y 250 µL de ácido sulfúrico (96 por ciento) a 100 µL de muestra o solución estándar. Después de 10 min de incubación a temperatura ambiente, se leyó la absorbancia de la mezcla a 490 nm. Se usó una curva estándar de glucosa para determinar el contenido total de carbohidratos y se expresó como mg de equivalentes de glucosa (GluE) por gramo de material seco (mg GluE/g dw).

3.8. Propiedades antioxidantes de los extractos de algas marinas

3.8.1. Ensayo de captación de radicales libres de 2,2 difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH)

losantioxidanteactividad (DPPH) dealgas marinasextractos se determinó siguiendo la metodología descrita anteriormente [94] con algunas modificaciones. Brevemente, se agregaron 200 µL de solución de DPPH 10,825 × 10−5 M a 100 µL de la muestra (1:1 en metanol) en una placa96-pocillo. El mismo volumen de DPPH se mezcló con 50 µL de estándar más 50 µL de metanol. Luego, las muestras y el estándar se incubaron en un lugar oscuro a temperatura ambiente durante 30 min. La absorbancia se midió a la longitud de onda de 517 nm. Se usó agua destilada como blanco. La capacidad de barrer el radical DPPH se calculó utilizando la siguiente ecuación:

Efecto de barrido (porcentaje)=(1 − (Una muestra − Un blanco de muestra)/(Un control − Blanco de ametanol)) × 100 (1)

donde Acontrol es la absorbancia del control (solución de DPPH sin muestra), la muestra A es la absorbancia de la muestra de prueba (solución de DPPH más muestra de prueba), la muestra A en blanco es la absorbancia de la muestra solamente (muestra sin solución de DPPH) y el blanco de metanol es la absorbancia de metanol solamente. Comercialantioxidantes (ácido ascórbico, ácido gálico y -tocoferol) se utilizaron como controles positivos.

la cistanche son antioxidantes

3.8.2. Ensayo de poder antioxidante reductor de iones férricos (FRAP)

La actividad FRAP se midió según el método de Benzie y Strain [95]. Brevemente, tampón de acetato (300 mM, pH 3,6), 2,4,6-tripiridil-s-triazina (TPTZ) 10 mM en HCl 40 mM y FeCl3·6H2O (20 mM) se mezclaron en la proporción de 10:1:1 para obtener el FRAPagent en funcionamiento. La mezcla de reacción se incubó a 37 ◦C durante 10 min. Se mezcló una muestra de 50 µL de cada extracto con 150 µL de solución FRAP de trabajo durante 8 min a temperatura ambiente. La absorbancia del producto coloreado, Ferrous-TPTZ, se midió a la longitud de onda de 593 nm. valores FRAP dealgas marinasLos extractos de s se expresaron como µM de equivalentes de Trolox (TE) por gramo de material seco.

3.8.3. Ensayo de 2,2 Azino-bis(3-etilbenzotiazolina-6-sulfónico) (ABTS)

El análisis se realizó utilizando el protocolo de decoloración ABTS [76] con algunas modificaciones. Se produjo un catión radical ABTS (ABTS. plus) haciendo reaccionar ABTS (66 mg) con 10 ml de solución de persulfato de potasio (2,45 mM). La mezcla se dejó en la oscuridad a temperatura ambiente durante 12 a 16 h antes de su uso. El ABTS. La solución plus se diluyó con agua hasta una absorbancia de 0,700 a 734 nm. La mezcla de reacción (200 ul) se transfirió a una microplaca, se añadieron 50 µL de la muestra y luego 150 µL de la solución reactiva. La placa se agitó durante 10 s a velocidad media y se midió la absorbancia a 734 nm después de 5 min de incubación a temperatura ambiente. Se preparó una curva patrón trazando la inhibición de A734nm de los patrones Trolox en función de sus concentraciones. El equivalente de TroloxantioxidanteEl valor de capacidad (TEAC) de las muestras se calculó utilizando la ecuación obtenida de la regresión lineal de la curva estándar sustituida por los valores de A734nm para cada muestra:

TEAC (µM)=(inhibición de muestra A734nm − intersección)/pendiente (2)

losantioxidantela actividad se expresó en términos de concentración de TEAC, µmol/g de peso seco de algas.

3.9. Actividades antienzimáticas de extractos de algas marinas

3.9.1. Ensayo de inhibición de colagenasa

Se usó un kit de ensayo colorimétrico de actividad de colagenasa (MAK293), adquirido de Sigma Aldrich, para determinar la inhibición de colagenasa dealgasextractos El kit midió la actividad de la colagenasa utilizando un péptido sintético (FALGPA) que imita la estructura del colágeno. El procedimiento se realizó de acuerdo con las instrucciones del kit.

3.9.2. Ensayo de inhibición de elastasa

La inhibición de la elastasa dealgas marinasLos extractos de s se investigaron en solución tampón TRIS con el método modificado como se describió anteriormente [96]. Brevemente, 100 µL de solución tampón TRIS 0,1 M (pH 8,0), 25 µL de elastasa (1 U/mL en tampón TRIS) y 25 µL de extractos de muestra se mezclaron y se incubaron durante 15 min a 30 C antes de agregar el sustrato para comenzar la reacción. Transcurrido el tiempo de incubación, se añadieron 50 µL de solución de AAAPVN 2 mM. Luego, se monitoreó la absorbancia a 420 nm durante 20 min utilizando un lector de microplacas a una temperatura constante de 30 C. Finalmente, se calculó la inhibición de elastasa en porcentaje mediante la ecuación:

porcentaje de inhibición=[(∆Abs/min control − ∆Abs/min muestra)/∆Abs/min control] × 100 (3)

donde Abscontrol es la absorbancia del ensayo utilizando el tampón en lugar del inhibidor (muestra) y Abs muestra es la absorbancia de los extractos de muestra. Se usó quercetina como control positivo. El tampón TRIS se utilizó como blanco.

efectos deextracto de cistanche:antienvejecimiento

3.9.3. Ensayo de inhibición de tirosinasa

tirosinasaensayo inhibitorio se realizó de acuerdo con el método descrito previamente por [66] utilizando L-DOPA como sustrato. A 20 µL de la muestra, 10 µL de champiñóntirosinasasolución (50 U/mL en tampón fosfato) y 80 µL de tampón fosfato (pH=6.8) se mezclaron en una microplaca y se preincubaron a 37 ◦C durante 5 min. Luego, se agregaron 90 µL de L-DOPA (2 mg/mL). Inmediatamente se monitorizó la formación de dopacromo durante 20 min a 475 nm en un lector de microplacas a temperatura constante de 37 ◦C. El porcentaje de inhibición detirosinasaenzima se calculó utilizando la ecuación:

porcentaje de inhibición=[(∆Abs/mincontrol − ∆Abs/min muestra)/∆Abs/mincontrol] × 100 (4)

donde Abs control es la absorbancia del ensayo utilizando el tampón en lugar del inhibidor (muestra) y Abs muestra es la absorbancia de los extractos de muestra. Se usó quercetina como control positivo. El tampón de fosfato se utilizó como blanco.

3.9.4. Ensayo de inhibición de hialuronidasa

La actividad inhibitoria de la hialuronidasa se midió como se describió previamente por [66] con pocas modificaciones. Un volumen de 100 µl de hialuronidasa testicular bovina tipo-1-S (2100 U/mL) disuelto en 0. Se mezcló tampón acetato 1 M (pH 3,5) con 100 µL de extracto y se incubó a 37 ◦C durante 20 min. A la mezcla de reacción se le añadió un volumen de 200 µL de cloruro de calcio 6 mM y luego la mezcla se incubó a 37 ◦C durante 20 min. Esta hialuronidasa activada con Ca2 plus se trató con 250 µL de hialuronato de sodio (1,2 mg/mL) disueltos en tampón de acetato 0,1 M (pH 3,5), y luego se incubó en un baño de agua a 37 ◦C durante 40 min. Se añadieron 50 µL de hidróxido de sodio 0,9 M y 100 µL de borato de sodio 0,2 M a la mezcla de reacción y luego se incubó en un baño de agua hirviendo durante 5 min. Después de enfriar a temperatura ambiente, se añadieron a la mezcla de reacción 250 µl de solución de ρ-dimetilaminobenzaldehído (DAMB). La solución de DAMB se preparó disolviendo 0,25 g de DAMB en 21,88 ml de ácido acético al 100 % y 3,12 ml de ácido clorhídrico 10N. El grupo de control se trató con 100 µL de agua al 5 por ciento en lugar de extracto. La absorbancia se midió a la longitud de onda de 585 nm después de 45 min. El porcentaje de inhibición enzimática se calculó utilizando la siguiente ecuación:

porcentaje de inhibición=[(Abscontrol − Abssample)/Abscontrol] × 100 (5)

donde Abs control es la absorbancia del ensayo utilizando el tampón en lugar del inhibidor (muestra) y Abs muestra es la absorbancia de los extractos de muestra. El ácido tánico se utiliza como estándar de referencia.

3.10. Análisis estadístico

Se calculó el promedio del análisis por triplicado de cada extracto y se usó para encontrar los valores medios y las desviaciones estándar para cada grupo (n {{0}}). Se aplicaron modelos lineales generales (GLM) para factores fijos para evaluar los efectos principales y las interacciones bidireccionales de los factores experimentales (especies y métodos de extracción) sobre las variables medidas. Además, se utilizó ANOVA y la prueba de Tukey-Kramer para identificar diferencias significativas (p < 0,05)="" entre="" los="" grupos.="" se="" utilizó="" la="" correlación="" de="" pearson="" para="" evaluar="" la="" relación="" lineal="" entre="" las="" variables.="" se="" utilizó="" el="" análisis="" de="" componentes="" principales="" (pca)="" para="" detectar="" la="" estructura="" en="" la="" relación="" entre="" las="" variables="" medidas="" y="" los="" factores="" experimentales.="" el="" pca="" reduce="" los="" datos="" voluminosos="" a="" un="" pequeño="" conjunto="" de="" combinaciones="" lineales="" de="" variables="" relacionadas="" (es="" decir,="" factores)="" basadas="" en="" patrones="" de="" correlación="" entre="" las="" variables="" originales.="" las="" combinaciones="" de="" atributos="" lineales="" resultantes="" se="" pueden="" utilizar="" para="" perfilar="" características="" específicas="" del="" producto="" en="" función="" de="" las="" variables="" estudiadas.="" todos="" los="" análisis="" estadísticos="" se="" realizaron="" con="" ncss="" 2020="" statisticalsoftware="" (2020)="" (ncss,="" llc.,="" kaysville,="" ut,="" ee.="">

extracto de cistanche antienvejecimiento

4. Conclusiones

Los resultados de este primer experimento de selección mostraron el potencial de tres islandesesalgas marinasespecies proporcionando efectos beneficiosos efectivos a través de varias vías. El enfoque ecológico desarrollado utilizando campos eléctricos acuosos pulsados ​​exhibió resultados similares a la extracción tradicional con agua caliente, mostrando varias ventajas, como su naturaleza no térmica y un tiempo de extracción más corto (10 min frente a 45 min). Entre las tres especies de algas, la macroalga parda A. esculenta mostró el mayor contenido de TPC y TFC exhibiendo también el mayorantioxidanteAdemás, los extractos acuosos de A. esculenta exhibieron mejores actividades inhibidoras que P. palmaria y U. lactuca frente a la colagenasa, la elastasa, la tirosinasa y la hialuronidasa, siendo las más prometedorasalgas marinasespecies con excelentes actividades antienzimáticas para su uso en el blanqueamiento de la piel,antienvejecimientoy salud de la piel. Curiosamente, la A. Los extractos de esculenta producidos por el método PEF mostraron una inhibición de la colagenasa del 91 por ciento, superior a la actividad de inhibición mostrada por la extracción tradicional con agua caliente e incluso superior al inhibidor proporcionado por el kit comercial. En conclusión, nuestro estudio preliminar sugiere que el islandésalgas marinasLos extractos a base de ácidos, especialmente los extractos de la macroalga parda A. esculenta, producidos por extracción asistida por campos eléctricos pulsados ​​acuosos, son ingredientes funcionales potenciales que podrían usarse como compuestos activos para formulaciones cosméticas y cosmecéuticas en un futuro próximo.

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