In una recente recensione pubblicata sulla rivista Foods, un gruppo di ricercatori ha fornito una panoramica consolidata dei valori nutrizionali e medicinali delle alghe, esplorando le loro potenziali applicazioni negli alimenti, nei prodotti nutraceutici e nei prodotti farmaceutici. Hanno inoltre discusso delle sfide e delle opportunità legate allo sviluppo dei prodotti derivati dalle alghe marine e alla loro introduzione nel pamorama industriale.
Le alghe marine, utilizzate fin dall’antichità e fondamentali per la produzione di idrocolloidi essenziali che sono un tipo di trattamento avanzato per la cura delle ferite e offrono diverse opportunità di bioprospezione e soddisfano la crescente domanda globale grazie alle loro qualità e composizioni chimiche uniche. Classificati in Chlorophyta, Rhodophyta e Phaeophyta, svolgono un ruolo significativo nelle soluzioni sostenibili in tutti i settori. Per utilizzare appieno i loro composti bioattivi, sono necessarie ulteriori ricerche per ottimizzare i processi di estrazione e raffinazione.
Ricchezza nutrizionale e metabolica delle alghe
Mentre la ricerca di alimenti funzionali aumenta in un contesto di boom demografico e crescenti rischi per la salute, le alghe marine emergono come una potente soluzione, grazie alla loro pletora di composti bioattivi e potenziale nutraceutico. Storicamente consumati nell’Asia orientale, sono un concentrato di nutrienti, ricchi di minerali, vitamine, proteine e carboidrati essenziali, sviluppati come risultato della loro resilienza a condizioni ambientali uniche.
Etichettate come supercibi, le alghe presentano un eccezionale contenuto di minerali, superando le piante terrestri e soddisfacendo le carenze minerali umane. I loro minerali, un tesoro influenzato da specie, variabili geografiche e ambientali, vengono assorbiti dall’acqua di mare. Tuttavia, un consumo attento è fondamentale a causa della presenza di minerali potenzialmente dannosi.
Le alghe sono ricche di sostanze nutritive ed efficienti dal punto di vista energetico, prive di strutture vegetali convenzionali che le rendono un alimento base in luoghi come il Giappone. Sono arricchiti con acidi grassi essenziali, varie vitamine e minerali cruciali come magnesio, calcio e iodio. I diversi valori nutrizionali delle alghe evidenziano il loro ruolo nel migliorare le diete e nel correggere le carenze nutrizionali, sostenendo la loro integrazione in diverse cucine e ulteriori ricerche sui loro meriti nutrizionali. Composte per circa il 50% da polisaccaridi, le alghe marine sono importanti nell’industria alimentare e farmaceutica grazie alle loro proprietà multifunzionali come la solubilità in acqua e la biodegradabilità e al loro ruolo nell’imballaggio degli alimenti, mostrando proprietà antibatteriche e antiossidanti intrinseche.
Un’illustrazione schematica dei metaboliti primari e secondari delle alghe marine e la loro possibile applicazione come composti bioattivi e alimenti funzionali con i benefici desiderati.
Componenti specializzati di alghe marine e loro applicazioni
Fucoidani
Presenti principalmente nelle alghe brune, i fucoidani sono polisaccaridi solfati con una miriade di proprietà biologiche adatte per applicazioni farmaceutiche, che mostrano proprietà immunomodulanti, antitumorali, antinfiammatorie e anticoagulanti. La struttura dei Fucoidani varia a seconda della specie e delle condizioni ambientali ed è cruciale per le sue funzioni.
Carragenine e Agarani
Le carragenine e gli agarani, componenti cruciali delle alghe rosse, sono parte integrante degli alimenti, delle medicine e dei cosmetici grazie alla loro bassa tossicità, biocompatibilità e biodegradabilità. Fungono da agenti gelificanti e stabilizzanti, mostrando varie attività biologiche significative per la salute umana. Derivate principalmente dal Kappaphycus alvarezii o muschio marino di alce, le carragenine mostrano potenziali benefici per la salute come proprietà anti-obesità, antiossidanti, antibatteriche, antitumorali e neuroprotettive, in base al ciclo di vita delle alghe e al processo di estrazione. Le loro diverse strutture e impatti sottolineano la necessità di continuare la ricerca per esplorarne l’intero spettro di applicazioni e vantaggi.
Ulvano
L’ulvano, che costituisce dal 9 al 36% della biomassa di Ulva o lattuga di mare, comprende principalmente ramnosio solfato, acidi uronici e xilosio. Ha diversi componenti strutturali, ciascuno con le sue proprietà specifiche. Le tecniche avanzate di estrazione e purificazione sono fondamentali per determinare la resa e la qualità dell’Ulvano.
Composizione dei pigmenti e applicazioni industriali delle alghe
Diversi pigmenti delle alghe, tra cui la clorofilla e i carotenoidi, sono cruciali per industrie come quella alimentare, cosmetica, farmaceutica e dei mangimi per animali grazie alle loro proprietà uniche, che contribuiscono alle attività antiossidanti e antitumorali. La sintesi di questi vari pigmenti evidenzia la loro importanza industriale e il potenziale nello sviluppo di applicazioni innovative in diversi settori.
Valori nutrizionali e medicinali dei pigmenti delle alghe marine
I diversi pigmenti presenti nelle alghe marine sono riconosciuti per il loro ruolo nella salute umana. Esibiscono attività antimicrobiche, in particolare contro i batteri Gram-positivi e sono cruciali nel contrastare le malattie mostrando una maggiore attività antimicrobica, dimostrando la loro importanza nelle applicazioni legate alla salute.
Composizione dei lipidi e degli acidi grassi
Le alghe sono anche fonti di acidi grassi essenziali, in particolare acidi grassi polinsaturi (PUFA), fondamentali nella dieta umana per combattere malattie come il diabete e il cancro. Fungono da materie prime sostenibili contenenti grassi benefici per la salute utili per l’arricchimento nutraceutico, cosmeceutico e dei mangimi. Il contenuto lipidico varia in base alla specie e alle condizioni ambientali ed è particolarmente ricco di preziosi PUFA come l’acido docosaesaenoico (DHA), l’acido eicosapentaenoico (EPA) e l’acido arachidonico (AA).
Applicazione in diversi settori
La diversa composizione di acidi grassi nelle alghe marine, compresi alti livelli di acidi grassi ω-3 e ω-6, le rende un’eccellente prospettiva per varie applicazioni grazie alle loro attività antimicrobiche, antiossidanti, antifungine, antiproliferative, antiparassitarie e antitumorali. I loro estratti lipidici offrono azioni antibatteriche, valori nutrizionali e possono essere considerati una valida fonte per le prossime applicazioni biotecnologiche. È noto che contengono composti potenzialmente in grado di soddisfare le attuali esigenze economiche nei settori della sanità e delle biotecnologie.
Preziosi metaboliti secondari nelle alghe marine
Le alghe sono un tesoro di metaboliti secondari come alcaloidi, glucosinolati, composti fenolici e terpeni che le proteggono dal loro ambiente ostile e dallo stress ossidativo. Questi metaboliti hanno potenziali applicazioni in vari settori grazie alle loro proprietà antiossidanti.
Composti fenolici
I composti fenolici, presenti prevalentemente nelle alghe brune e verdi, svolgono ruoli significativi, come la protezione degli erbivori, l’indurimento delle pareti cellulari e la chelazione dei metalli. Questi metaboliti, inclusi flavonoidi, tannini, calconi e cumarine, sono riconosciuti per le loro proprietà antiossidanti che offrono numerosi benefici per la salute e presentano potenziali applicazioni farmaceutiche. I florotannini, un tipo di polifenoli, hanno attirato l’attenzione grazie alla loro elevata attività antiossidante, superando quella del tocoferolo e dell’acido ascorbico. Questi polifenoli hanno varie potenziali applicazioni nei settori nutraceutico, agricolo, farmaceutico e cosmetico.
Terpeni
I terpeni sono un altro gruppo di metaboliti secondari non polari presenti nelle alghe marine, di cui le alghe brune sono una ricca fonte. Hanno strutture diverse e sono classificati in diverse classi in base alle unità di isoprene, ciascuna classe mostra una gamma di bioattività benefiche per la salute. I monoterpeni si trovano comunemente nelle alghe rosse e mostrano proprietà uniche come il sesquiterpene elatolo.
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Significato biologico delle alghe
Proprietà neuroprotettive delle alghe
Le alghe marine, di diverse specie, si dimostrano promettenti come agenti neuroprotettivi naturali contro le malattie neurodegenerative. Nonostante la prevalenza degli agenti sintetici, i loro significativi effetti collaterali evidenziano l’importanza degli estratti di alghe sicuri ed efficaci. Composti come la fucoxantina dimostrano attività neuroprotettive, combattendo lo stress ossidativo e la neuroinfiammazione. Tuttavia, tradurre questi risultati in farmaci efficaci richiede ulteriori ricerche e ulteriori studi clinici.
Alghe e attività antivirali
Le alghe hanno dimostrato proprietà antivirali contro vari virus, tra cui il virus dell’herpes simplex (HSV) e il virus dell’immunodeficienza umana (HIV). I polisaccaridi solfati delle alghe marine inibiscono virus come la dengue e si sono mostrati promettenti anche contro la sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2), indicando una potenziale applicazione contro la malattia da coronavirus 2019 (COVID-19). Gli studi hanno esplorato l’efficacia antivirale di varie specie di alghe marine e i risultati suggeriscono una potenziale base per lo sviluppo di farmaci antivirali. I valori di selettività e inibizione di alcuni estratti sono notevoli e meritano ulteriori esplorazioni.
Potenziale antifungino e antidiabetico delle alghe
Le alghe possiedono proprietà antifungine e antidiabetiche, inibendo la crescita dei funghi e gli enzimi che causano l’iperglicemia, migliorando i sintomi del diabete nei modelli animali e ispirando medicinali come l’estratto antidiabetico Cadalmin. Tuttavia, ricerche approfondite e studi clinici sono cruciali per un’applicazione terapeutica più ampia per confermare la loro efficacia e sicurezza in diverse condizioni mediche.
Le alghe nella lotta all’obesità
Il potenziale anti-obesità delle alghe è oggetto di studi approfonditi, con diversi modelli in vitro e in vivo che evidenziano la loro capacità di modulare il peso corporeo, i livelli di lipidi e il consumo energetico. Alcuni estratti di alghe hanno ridotto significativamente i marcatori dell’obesità e hanno mostrato un potenziale nella gestione dei parametri legati all’obesità alterando l’espressione genetica e inibendo la differenziazione degli adipociti. Sebbene siano promettenti, sono necessari studi approfonditi e sperimentazioni cliniche per convalidare l’efficacia delle alghe come agenti anti-obesità.
Attività antinfiammatoria delle alghe
Le alghe, ricche di composti come i polifenoli, mostrano notevoli proprietà antinfiammatorie, sottoregolando le citochine proinfiammatorie e offrendo il potenziale per sviluppare terapie antiinfiammatorie. Composti come la lectina inibiscono l’infiammazione e la loro origine naturale promette effetti collaterali ridotti rispetto alle alternative sintetiche, evidenziando la promessa terapeutica delle alghe.
