Impulsselektriväljade abil ekstraheerimise teel toodetud Islandi merevetikaekstraktide potentsiaali uurimine kosmeetikatoodetes 1. osa

Palun võtke ühendustoscar.xiao@wecistanche.comrohkem informatsiooni

Abstraktne:Üha kasvav mure üldise tervise pärast põhjustab looduslike koostisosade ülemaailmset turgu mitte ainult toiduainetööstuses, vaid ka kosmeetikas. Selles uuringus viidi läbi impulsselektriväljade (PEF) poolt toodetud kolme Islandi merevetika vesiekstraktide võimalike kosmeetiliste rakenduste sõeluuring. PEF-i valmistatud Ulloa Lactuca, Alaria esculenta ja Palmaria palmitate ekstrakte võrreldi polüfenoolide, flavonoidide ja süsivesikute sisalduse osas traditsioonilise kuuma vee ekstraheerimisega. Enamgi veel,antioksüdantomadusi ja ensümaatilist inhibeerivat aktiivsust hinnati in vitro testide abil. PEF näitas traditsioonilise meetodiga sarnaseid tulemusi, näidates mitmeid eeliseid, nagu selle mittetermiline olemus ja lühem ekstraheerimisaeg. Kolmest Islandi liigistAlariaesculentanäitas kõrgeimat fenoolsete (keskmine väärtus 8869,7 ug GAE/g dw) ja flavonoidide (keskmine väärtus 12 098,7 ug QE/g DW) ühendite sisaldus, millel on ka kõrgeim antioksüdantne võime. Lisaks olid Alaria esculenta ekstraktid suurepärasedantiensümaatilineaktiivsused (76,9, 72,8, 93.{5}} ja 100 protsenti kollagenaasi, elastaasi,türosinaasja vastavalt hüaluronidaas) nende kasutamiseks nahka valgendavates ja vananemisvastastes toodetes. Seega näitab meie esialgne uuring, et PEF-i toodetud Islandi Alaria esculenta ekstrakte võiks kasutada looduslike kosmeetika- ja kosmeetikapreparaatide potentsiaalsete koostisosadena.

Märksõnad:makrovetikad; Uloa lactuca; Alaria esculenta;Palmariapalmata; PEF-i abil ekstraheerimine;bioaktiivsed ühendid; roheline ekstraheerimine; looduslikud koostisosad;kosmeetikatooted

Lisateabe saamiseks klõpsake siin

1. Sissejuhatus

Viimastel aastatel on nõudlus uute potentsiaalselt tervisele kasulike bioaktiivsete ühendite järele oluliselt suurenenud. Paljud uurimisrühmad on pannud rõhku mereorganismide, näiteks makrovetikate uurimisele, et leida uudseid ja jätkusuutlikke looduslike ühendite allikaid, mida saaks kasutada põllumajandus-toiduainetööstuses, farmakoloogias, toiduainetes ja viimasel ajal ka kosmeetika valdkonnas. ,2]. Makrovetikad on suur ja heterogeenne fotosünteetiliste organismide rühm, mida iseloomustab tohutu bioloogiline mitmekesisus ja keeruline biokeemiline koostis. Vastavalt nende keemilisele struktuurile ja pigmendisisaldusele võib makrovetikad jagada kolme liini, sealhulgas pruunvetikad (Phaeophyceae), punavetikad (Rhodophyta) ja rohevetikad (Viridiplantae). Vetikaühendid hoitakse raku tsütoplasmas või on seotud rakumembraanidega; seega on rakkude katkestamine vetikate biomassi väärtustamisel ülioluline. Lisaks on rakuseina koostis vetikaliikide vahel väga erinev, ulatudes pisikestest membraanidest kuni mitmekihiliste keerukate struktuurideni, mis teeb vetikatoodete taaskasutamise väljakutseks [3]. Üldiselt on merevetikad suurepärased.

polüsahhariidide, valkude, lipiidide ja paljude sekundaarsete metaboliitide, nagu fenoolühendid, terpenoidid, karotenoidid, pigmendid ja lämmastiku derivaadid [4-6], allikad. Kuigi primaarsetel metaboliitidel on ülioluline tähtsus, on hiljutised andmed näidanud, et sekundaarsete metaboliitide sisaldus määrab merevetikaekstraktide bioloogilise aktiivsuse [7].

Cistanche võib parandada immuunsust

Kasvav mure üldise tervise ja heaolu pärast ning teadlikkus igapäevastes toodetes leiduvatest kahjulikest kemikaalidest juhib looduslike ja orgaaniliste koostisosade ülemaailmset turgu [8]. Viimaste aastate jooksul on tarbijate teadlikkus looduslike koostisosade ja keskkonnasõbralike toodete eelistamise suhtes laienenud toiduainetööstusest kosmeetika- ja isikliku hügieenitööstuseni [9]. Lisaks on praeguses globaalse soojenemise ja ökoloogiliste probleemide kontekstis avalikkuse teadlikkus keskkonnaprobleemidest kasvanud. Nende praeguste murede valguses on tarbijad pööranud oma huvid roheliste, tervislike ja kemikaalivabade toodete poole. Selle tulemusena asendab kosmeetikatööstus praegu mürgiseid kemikaale ja kahjulikke koostisosi uudsete ja looduslike kõrge väärtusega ühenditega, et toota "keemiliselt puhtaid" ilutooteid [10].

Kosmeetikat on traditsiooniliselt määratletud kui tooteid, mida kasutatakse inimkeha puhastamiseks, kaunistamiseks või atraktiivsuse suurendamiseks, ilma et see mõjutaks keha struktuuri või funktsioone. Uued suundumused ja hiljutised tarbijanõudmised on aga soodustanud uudsete toodete väljatöötamist, mis pakuvad minimaalse pingutusega mitmeid eeliseid. Mõistet kosmetseutiline kasutatakse sageli bioaktiivsete koostisainetega kosmeetikatoodete kirjeldamiseks, millel on väidetavalt meditsiiniline või ravimilaadne kasu [11]. Kosmeetikatooted sisaldavad tavaliselt funktsionaalseid koostisosi, nagu vitamiinid, fütokemikaalid, ensüümid, antioksüdandid ja/või eeterlikud õlid [12]. Kuna makrovetikatest on leitud palju neid bioaktiivseid ühendeid, on uute merevetikate ja merevetikatest saadud ekstraktide uurimine osutunud kosmeetika- ja kosmeetikauuringute paljulubavaks valdkonnaks |13,14].

Mitmed merevetikatest pärinevad sekundaarsed metaboliidid on tuntud oma väärtusliku tervisele kasuliku mõju poolest nahale, nagu fotokaitsvad, niisutavad, antioksüdantsed, põletikuvastased ja taastavad omadused |15]. Nende kasulike mõjude põhjal lisatakse vetikaid kosmeetikatoodetesse, nagu päikesekaitsetooted, vananemisvastased tooted, samuti hüperpigmentatsiooni ennetamiseks, polüsahhariide kasutatakse aga naha niisutamiseks ja kuivuse vältimiseks [16]. Vananemise ajal on rakuväline maatriks-teismelised vastuvõtlikud proteolüütiliste ensüümide, nagu kollagenaasid ja elastaasid, liigsele aktiivsusele, mille tulemuseks on nähtavad muutused nahas, nagu kortsud või naha elastsuse kadu. Paljutõotav lähenemisviis naha välise vananemise ärahoidmiseks on kollagenaasi ja elastaasi aktiivsuse pärssimine looduslike ühendite poolt. Taimeekstrakte on laialdaselt uuritud ja leitud, et neil on kollagenaasi- ja elastaasivastane toime [17]. Siiski on vähe teavet merevetikaekstraktide inhibeeriva ensümaatilise aktiivsuse kohta.

Kõige sagedamini kasutatavad ekstraheerimismeetodid bioaktiivsete ainete eraldamiseks merevetikatest põhinevad tavapärastel tehnikatel. Sellegipoolest on traditsiooniliste meetodite kasutamisel mitmeid puudusi, nagu suurte orgaaniliste lahustite koguste kasutamine, pikemad ekstraheerimisajad, kõrged temperatuurid, selektiivsusprobleemid, kõrge energiavajadus ja mittesihtotstarbeliste või segavate ühendite koosekstraheerimine [18]. Seetõttu pakuvad uued rohelise keemia põhimõtetel põhinevad ekstraheerimismeetodid potentsiaalset huvi [19].

Impulsselektriväli (PEF) on arenev, mittetermiline ja energiatõhus toiduainete töötlemise tehnoloogia [20]. PEF hõlmab elektrivälja impulsside rakendamist, mis on tavaliselt kõrgepinge (kV vahemik) ja lühikese kestusega (mikro- või nanosekundites) kahe elektroodi vahele paigutatud tootele [21]. Elektriimpulsside kasutamine põhjustab rakumembraanides pöörduvate või pöördumatute pooride moodustumist, mida määratletakse kui elektroporatsiooni või elektro-permeabilisatsiooni, mis järelikult hõlbustab lahustite kiiret difusiooni ja rakusiseste ühendite massiülekande suurenemist [22]. Hiljutised rakendused on keskendunud impulsselektrienergia kasutamisele bio-, toidu- ja põllumajandustoodetest ekstraheerimise tehnikana (PEF-i abil ekstraheerimine) [23]. PEF-töötlusega on võimalik saada kõrgema puhtusastmega ekstrakte, suurendada bioaktiivsete ühendite, nagu polüfenoolid, karotenoidid või antotsüaniinid, ekstraheerimiskiirust, välistada orgaaniliste lahustite kasutamine ja lühendada ekstraheerimisaega [24,25]. PEF-töötlust on edukalt kasutatud väärtuslike ühendite ekstraheerimiseks erinevatest mereallikatest, nagu valgud [26-28], süsivesikud [29,30], lipiidid [31,32] ja pigmendid, nagu karotenoidid, klorofüll, või fükotsüaniinid [22,33,34] mikrovetikatest ja merevetikatest.

Seega oli käesoleva uuringu põhieesmärk hinnata kolme Islandil kasvava makrovetikaliigi PEF ekstraktide võimalikke kosmeetilisi rakendusi: U. Lactuca (rohelised makrovetikad), A.esculenta (pruunvetikad) ja P.palmata (punased makrovetikad). ). Püüdes välja töötada roheliste koostiste jaoks orgaanilisi ja looduslikke koostisosi, pakuti PEF-i abil ekstraheerimist keskkonnasõbraliku alternatiivina traditsioonilisele orgaanilise lahustiga ekstraheerimisele. Pärast ekstraheerimist iseloomustati merevetikate vesiekstrakte polüfenoolide, flavonoidide ja süsivesikute sisalduse järgi. Lisaks hinnati antioksüdantseid omadusi ja ensümaatilist inhibeerivat aktiivsust, kasutades in vitro aktiivsuse teste. Siin esitatud tulemused loovad aluse pruunide, punaste ja roheliste makrovetikate mõistmise parandamiseks, et toota toimeaineid uuenduslike koostiste jaoks kosmeetikatoodetes, mis sisaldavad looduslikest ja jätkusuutlikest allikatest eraldatud bioloogiliselt aktiivseid ühendeid.

2. Tulemused ja arutelu

2.1. PEF-i abil ekstraheerimine Islandi merevetikate biomassi töötlemiseks

Tulemused näitavad, et elektrijuhtivus oli kõrgeim A.esculentast valmistatud suspensioonis, millele järgnesid P.palmata ja U.lactuca(p).<0.05)(table 1).="" however,="" the="" effect="" of="" treatment="" type="" was="" not="" identified="" as="" significant="" (p="">0.05). Teised autorid on edukalt kasutanud elektrijuhtivuse mõõtmist, et hinnata PEF-ravi efektiivsust bioloogilistes kudedes rakusiseste ioonsete ainete vabanemisel rakumembraani suurenenud läbilaskvuse tõttu [35-37].

Meie uuringus ei näidanud tulemused nende ainete tugevamat vabanemist PEF-i poolt, kuna ekstraheerimisega indutseeritud juhtivuse muutused olid kõige suuremad HIW suspensioonides. Varasemad uuringud on jõudnud järeldusele, et rakuvälise keskkonna esialgne juhtivus mõjutab elektroporatsiooni efektiivsust, kuid puudub kokkulepe selle kohta, kas nende kahe teguri vahel on positiivne või negatiivne seos[38]. Materjali juhtivuse ja omaduste erinevused võivad võrdlemise keeruliseks muuta. Meie uuringus oli A.esculenta suspensioonide ja kahe teise liigi juhtivuse vahel suur erinevus, mis ei kajastunud juhtivuse muutuste määras ekstraheerimistöötluse ajal. On väidetud, et pruunvetikate tuhasisaldus võib moodustada üle 50 protsendi selle kuivmassist [39], mis koosneb suures osas ioonidest, mis võib osaliselt seletada A.esculenta suspensioonide suurt juhtivust võrreldes kahe teise liigiga.

Tulemused näitavad, et U. Lactuca suspensiooni pH oli madalam kui kahel teisel liigil, kuid ekstraheerimise tüübist ei ilmnenud selgeid mõjusid. Temperatuuri tõsteti 22 ± 1 kraadilt enne töötlemist 95 kraadini HW (kõikide liikide puhul) 36.0±1.0 kraadini C, 46,3 ± 0. 6 kraadi ja 51.{12}}±1 kraadi PEE, A.esculenta, P.palmata ja U. Lactuca suspensioonides. Sama suundumust täheldati PEF-iga ravitud rühmade puhul, mida seejärel soojendati HW-ga. Temperatuuri tõusu põhjustas elektrienergia muundamine soojusenergiaks (oomiline kuumutamine), suspensioonis PEF-töötluse käigus. Temperatuuri tõusu tase on teadaolevalt võrdeline rakendatud vooluga, kuid pöördvõrdeline juhtivusega. See võib selgitada, miks P. palmate ja U. Lactuca saavutasid PEF-ravi ajal kõrgema temperatuuri, kuigi neil on madalam juhtivus kui A. esculentil.

2.2. Islandi merevetikaekstraktide UV-VIS neeldumisspektrid

Uuritud merevetikad erinevad spektraalprofiilide poolest (joonis 1), mis viitab sellele, et koostis ja UV-kiirguse neeldumispotentsiaal on liigiti erinevad. Kuid ekstraheerimistehnika tüüp ei avaldanud UV-kiirguse neeldumisspektrites märkimisväärset mõju; merevetikaekstraktid näitasid sarnaseid neeldumisprofiile, sõltumata ekstraheerimismeetodist.

Rohevetika UV-kiirguse neeldumisspektrid u. Lactuca näitas silmapaistvat tippu UV-B vahemikus (280-320 nm) (joonis la), samas kui pruunvetika A.esculenta ekstraktid ei näidanud selget neeldumistsooni moodustumist (joonis lc). Tulemused näitasid aga tugevamat neeldumist lainepikkusel 220 nm A.esculenta ekstraktides võrreldes U.lactuca ja P.palmataga, mis arvati tulenema A.esculenta suurest fenoolsete ühendite sisaldusest (tabel 2). Selles vahemikus olevat neeldumismaksimumit on seostatud fenoolühendite ja alginaatide vahelise seosega. Eeldatakse, et see seos säilitab fenoolsete ühendite UV-kiirguse neeldumise võime aja jooksul [40].

Huvitavam avastus oli see, et punavetikaekstraktide tulemuste põhjal neelas P. palmata osa UV-A kiirgusest (320-400 nm). On teada, et punavetikad koguvad ultraviolettkiirgust neelavaid fotokaitsvaid ühendeid, nagu mükosporiinitaolised aminohapped (MAA), mis neelavad selles konkreetses UV-piirkonnas[41]. P. palmata paistis suurepäraselt UV-neeldumisspektris silmapaistvate piikidega vahemikus 320–340 nm vastavalt MAA-de olemasolule, mis neelavad selles vahemikus[42], nagu polüfenool (piikneeldumine 332 nm juures), asteria-330 ( neeldumispiik lainepikkusel 330 nm), Porphyra{10}}(neeldumispiik 334 nm juures) ja teised [43]. Kuna ekstraheerimise tingimused, näiteks lahusti tüüp, on teada, et need mõjutavad ekstraheerimise efektiivsust, võrreldi käesolevas uuringus saadud tulemusi varasemate uuringutega, mis käsitlevad MAA-de ekstraheerimist veega P. palmitaadist. Nendes uuringutes tuvastati neeldumise maksimumpiigid lainepikkustel 325–330 nm [44l, nagu käesolevas uuringus. Seetõttu on võimalik eeldada, et vahemikus 320–340 nm täheldatud piigid võivad olla tingitud MAA-de olemasolust.

Erinevused neeldumisspektrites vahemikus 350–700 nm on seletatavad erinevate lisapigmentide olemasoluga vastavates roheliste, pruunide ja punaste makrovetikate fotosüsteemides, klorofüll-b (450-500 nm), fukoksantiini ({{4}). } nm) ja fükoerütriini (600-650 nm) vastavalt [45]. Veeslahustuvate ühendite kontsentratsioon ekstraktides avaldas tugevamat mõju. Järelikult ei ilmnenud selles uuringus muster, mis peegeldab vetikaliikide pigmentide erinevust. 2.3. Islandi merevetikaekstraktide fenooli-, flavonoid- ja süsivesikute kogusisaldus

Üldine fenoolisisaldus merevetikates jäi vahemikku 1592–9368 ug GAE/g dw (tabel 2). Suurimat kogust näitas pruunvetikas A.esculenta (lk<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) ja fenoolisisaldus oli A.esculenta puhul enam kui kolm korda kõrgem kui teistel liikidel (A.esculenta: 37 mg floroglütsinooli ekvivalente (PGE)/g dw; S.latissma: 8 mg PGE/g dw; P. palmata: 5 mg GAE/g dw). Lisaks teatasid autorid samas uuringus, et polüfenoolide sisaldus varieerub sõltuvalt aastaajast, samas kui ruumilised erinevused (vetikaid koguti Norras, Prantsusmaal ja Islandil) näitasid marginaalset mõju. Näiteks Gager jt (2020) leidsid, et A.esculenta polüfenoolisisalduse hooajalised kõikumised avaldasid märkimisväärset mõju: sügisel oli see üle 300 mg GAE/g DW, võrreldes alla 20 mg GAE/g DW kevadel. . Florotaniinid seitsmest Brittany's (Prantsusmaa) kaubanduslikult koristatud pruunvetikatest, mis tuvastati 1H NMR ja in vitro testidega: ajaline varieeruvus ja potentsiaalne väärtustamine kosmeetilistes rakendustes. Meie proovid koguti juulis (U.lactuca ja A. esculenta) ja novembris (P.palmata). Roleda uuringus [48] oli Norrast Trondheimist pärit A.esculenta (Islandil ei kogutud) keskmine sisaldus suvel 40 mg PGE/g dw ja Islandilt pärit P. palmata, kuid sügisel 4 mg GAE/g dw. Meie uuringuga võrreldes teatatud kõrgemaid väärtusi saab seletada kasutatud ekstraheerimiskeskkonnaga (80:20 atsetoon:vesi), mille tulemuseks on tõenäoliselt suurem ekstraheerimissaagis. Kõrgem polüfenoolisisaldus leiti ka A.esculenta ekstraktide puhul, kasutades ultraheliga etanooli ja vee segu (50:50) [49]. Samas, kasutades sama ekstraheerimiskeskkonda ja klassikalist lahustiga ekstraheerimist, teatati, et A.esculenta sisaldas vesiekstraktides 44,1 mg GAE/100 g dw [50], mis on suhteliselt sarnane käesolevas uuringus täheldatuga.

Mean flavonoid content was species-specific (A.esculenta>U.lactuca >P. palmata;(lk<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), välja arvatud U. Lactuca. Tulemused näitasid, et HW ja mõlema tehnika kombinatsioon (PEF pluss HW) olid U. Lactuca flavonoidide ekstraheerimiseks kõige tõhusamad meetodid (p<>

Flavonoidide sisalduse kohta maismaataimedes on tehtud arvukalt uuringuid, kuid flavonoidide sisalduse uuringuid vetikatega on vähe [51] ja eriti käesolevas töös uuritud liikide puhul. Nimelt uuris Ummat jt. [49] teatas, et ultraheli abil ekstraheerimine suurendas flavonoidide taastumist uuritud alTl merevetikates (sealhulgas A,esculenta) võrreldes tavaliste lahustiga ekstraheerimisega, kasutades 50-protsendilist etanooli segu. Teises uuringus kvantifitseeriti flavonoidid nelja Uloa liigi (Ulloa clathrate, Uloa Linza, Ulloa flexuosa ja Uloua intestinalis) metanooliekstraktides, mida kasvatati Pärsia lahe põhjaranniku erinevates osades Iraani lõunaosas; vetikaekstraktide flavonoidide sisaldus varieerus 8–33 mg RE/g dw [52]. Samas leidsid sama uurimisrühma varasemad uuringud keemilistes koostisosades märgatavaid muutusi aastaaegade ja keskkonnatingimuste muutumisega [53]. Seega on nende merevetikates leiduvate bioaktiivsete ühendite bibliograafiast täit ülevaadet pisut raske saada, kuna puuduvad avaldatud teadusuuringud, aga ka kasvutingimustest ja geograafilisest asukohast tingitud flavonoidide sisalduse muutused.

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

Rohelised makrovetikad. lactuca sisaldus oli sõltuvalt kasutatud ekstraheerimistehnikast kuni 249,5 mg GluE/g dw (tabel 2). Kirjanduse põhjal on U. lactuca vees lahustuv ja lahustumatu tselluloos, mis vastab struktuursetele polüsahhariididele, mille põhikomponent on ulvan, mis moodustab biomassi kuivmassi 9–36 protsenti [57]. Ulvan koosneb peamiselt sulfaaditud ramnoosist, uroonhapetest (glükuroonhape ja iduroonhape) ja ksüloosist. Tänu selle polaarsele olemusele suurendab ulvani lahustuvust vesilahustes ekstraheerimine kõrgel temperatuuril (80-90 kraadi)58]. Ekstraheerimise temperatuur võis olla põhjuseks, miks traditsioonilisel kuumavee ekstraheerimisel ja mõlema meetodi (PEF pluss HW) kombineerimisel toodetud U. Lactuca ekstraktide süsivesikute summaarne sisaldus oli kõrgem (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. Islandi merevetikaekstraktide antioksüdantsed omadused

A.esculenta oli kolme vetikaliigi toorekstraktide seas tugevaim DPPH-d püüdev aktiivsus (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). Eeldati, et PEF-ekstraktidel on paremad antioksüdantsed väärtused kui traditsioonilise kuuma ekstraheerimisega toodetud ekstraktidel, kuna teised uuringud on näidanud, et rohelised tehnikad (nagu mikrolaine abil ekstraheerimine või ensümaatiline ekstraheerimine) võivad tõhusalt vältida bioaktiivsete ühendite lagunemist, millel on suurem mõju. antioksüdantne toime [59,60].

Merevetikaekstraktide võimet redutseerida raud (Fe3 pluss) raud (Fe2 pluss) iooniks ja võimet eemaldada radikaalne ABTS, uuriti vastavalt FRAP ja ABTS meetodil. FRAP-i tulemused näitasid sarnaseid suundumusi DPPH-ga, näidates, et A.esculenta-l oli kolme vetikaliigi toorekstraktide hulgas kõige tugevam võime redutseerida raud(Fe)iooni raud(Fe2) iooniks (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), mis näitab, et need liigid sisaldavad tõenäoliselt mõningaid tõhusaid ühendeid, mis vastutavad nende eemaldamisaktiivsuse eest.

Üldiselt on pruunvetikatel teadaolevalt kõrgem antioksüdantide potentsiaal võrreldes punaste ja roheliste perekondadega [61]. Meie tulemused näitasid ka, et A.esculenta vesiekstraktid avaldasid tõhusat antioksüdantset toimet vabade radikaalide eemaldamise ja redutseeriva toime osas, mis viitab sellele, et A.esculenta võib potentsiaalselt olla looduslike antioksüdantide ressurss. A.esculenta ekstraktide kõrge antioksüdantne aktiivsus võib olla seotud pruunvetikaekstraktides määratud fenoolsete ühendite suure sisaldusega. Paljudes uuringutes on vetikaekstraktide antioksüdantset aktiivsust omistatud fenoolsetele ühenditele, mis näitab positiivset korrelatsiooni fenoolisisalduse ja eemaldamisvõime vahel, enamasti DPPH-ga[62,63]. Sarnased korrelatsioonitulemused leiti käesolevas uuringus A.esculenta ekstraktide puhul (vt paremat arutelu jaotises 2.6. Keemiliste ühendite ja bioaktiivsete omaduste vahelised seosed).

2.5. Islandi merevetikaekstraktide ensümaatiline inhibeeriv toime

Islandi merevetikate ekstraktidel oli positiivne inhibeeriv toime kõigi testitud ensüümide suhtes (tabel 4), avades uued võimalused vetikaressursside looduslike ensümaatiliste inhibiitorite kasutamiseks. Meie teadmiste kohaselt on see esimene kord, kui PEF-i abil toodetud Islandi merevetikaekstraktide ensümaatilisi inhibeerivaid aktiivsusi testitakse.

2.5.1. Kollagenaasi inhibeerimise aktiivsus

A.esculenta ekstraktid näitasid positiivset kollagenaasi inhibeerimist vahemikus 68 kuni 91 protsenti, samas kui P. palmaria ja U. Lactuca ekstraktidel oli kollagenaasi suhtes ebaoluline inhibeerimisaktiivsus (tabel 4). kõrgem kui epigallokatehhiin-3-gallaadi (EGCG) standardlahus (63,2 protsenti) ja võrreldav kaubandusliku ensümaatilise komplekti pakutava positiivse standardiga (74,9 protsenti). Oluline avastus oli see, et PEF-i toodetud A.esculenta ekstraktid inhibeerisid kollagenaasi 91 protsenti, avaldades isegi suuremat aktiivsust kui kaubandusliku komplekti pakutud inhibiitor. Tuleb rõhutada, et seda aktiivsust täheldati ainult PEF-i toodetud veeekstraktides, mitte PEF-i ja HW kombinatsioonis. Seda käitumist võib seletada võimalusega, et kuuma vee protsess võib avaldada negatiivset mõju kollagenaasi aktiivsuse pärssimise eest vastutavatele ühenditele. Nende tulemuste selgitamiseks on aga toorvetikaekstraktide keerukuse tõttu vaja täiendavaid uuringuid. Eespool nimetatud uurimisrühm tegeleb praegu A.esculenta ekstraktide inhibeerimismolekulide tuvastamisega, et paremini mõista neid PEF-i poolt tekitatud positiivseid mõjusid.

Tulemused kollagenaasi pärssimise kohta A.esculenta ekstraktide poolt on kooskõlas varasemate andmetega, kus A.esculenta on vananemisvastase toime tõttu kasutusel kaubanduslikes ekstraktides. Kollageeni lagunemine toimub vananedes kollagenaasi aktiivsuse tõttu, mille tulemusena tekivad nahal kortsud. Kollagenaasi pärssimine looduslikult esinevate ühendite poolt on vananemisvastaste toodete jaoks huvitav võimalus. Näiteks SEPPIC, kosmeetikatööstuse koostisosade tarnija, pakub A. esculenta (KalarianeAD) lipofiilset ekstrakti [64].

2.5.2. Elastaasi inhibeerimise aktiivsus

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). Võrreldes kvertsetiini lahustega, mis on tuntud elastaasi inhibiitor, mis inhibeeris 100 protsenti 1 mM ja 58,7 protsenti 0,5 mM juures, oli A.esculenta ekstraktide jõudlus kõrge.

Elastaas on proteinaasi ensüüm, mis võib spetsiifilisi peptiidsidemeid lõhkudes vähendada elastiini. Järelikult saab elastaasi aktiivsuse pärssimist pärisnaha kihis kasutada naha elastsuse säilitamiseks[65]. Paljud taimeekstraktid on tuvastatud elastaasi inhibiitoritena [17l; vetikaressursside elastaasi inhibeerimise kohta on siiski tehtud vähe uuringuid. Kirjanduse andmetel on taimedest ekstraheeritud polüfenoolid teadaolevalt tugevad elastaasi ja hüaluronidaasi inhibiitorid [66]. Hiljutises uuringus teatati, et pruunvetikate, merevetika Eisenia jalgrataste ekstraktide ja pruunvetika Ecklonia cava florotaniinid, mis on tanniini tüüp, toovad nahale kasu, vähendades märkimisväärselt elastaasi aktiivsust [67]. Selles uuringus toodetud A. esculenta ekstraktid näitasid kõrgeimaid TPC ja TFC väärtusi võrreldes teiste uuritud liikidega (tabel 4), seega võib see olla põhjus, miks P. palmaria ja U. lactuca vesiekstraktid ei näidanud antibakteriaalset toimet. -elastaasi tegevused. Selle hüpoteesi kinnitamiseks viidi läbi Pearsoni korrelatsioonianalüüs, mis viitas sellele, et ensümaatilised aktiivsused on positiivses korrelatsioonis fenoolsete ainete sisaldusega (vt täiendavat arutelu jaotises 2.6. Keemiliste ühendite ja bioaktiivsete omaduste vahelised seosed).

2.5.3. Türosinaasi inhibeerimise aktiivsus

A.esculenta ekstraktid näitasid kõigi kasutatud ekstraheerimismeetodite puhul positiivset türosinaasi inhibeerimist üle 90%, samas kui P. palmaria ja U. lactuca ekstraktid ei avaldanud türosinaasi inhibeerivat toimet (tabel 4). Kuid A.esculenta ekstraktide türosinaasivastane toime ei erinenud (lk<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="">

Türosinaas mängib olulist rolli melaniini pigmendi biosünteesis nahas. Melaniin vastutab kaitse eest kahjuliku ultraviolettkiirguse eest, mis võib põhjustada mitmeid patoloogilisi seisundeid [71]. Lisaks võib see tekitada esteetilisi probleeme, kui melaniin koguneb hüperpigmenteerunud laikudena[72]. Seega võib türosinaasi inhibiitorite lisamine kosmeetikatoodetesse olla atraktiivne valgendava ja/või helendava toime tõttu.

See artikkel on välja võetud ajakirjast Mar. Drugs 2021, 19, 662. https://doi.org/10.3390/md19120662 https://www.mdpi.com/journal/marinedrugs