Dans une revue récente publiée dans la revue nourriture, un groupe de chercheurs a fourni un aperçu consolidé des valeurs nutritionnelles et médicinales des algues, explorant leurs applications potentielles dans les aliments, les nutraceutiques et les produits pharmaceutiques. Ils ont également discuté des défis et des opportunités liés au développement des produits dérivés des algues et à leur incorporation industrielle.
Revue : Réexaminer notre vision des algues en tant que source potentielle d’aliments, de produits nutraceutiques et de produits pharmaceutiques. Crédit d’image : Cravates Moel/Shutterstock
Sommaire
Arrière-plan
Les algues, utilisées depuis l’Antiquité et essentielles à la production d’hydrocolloïdes essentiels, offrent diverses opportunités de bioprospection et répondent à la demande mondiale croissante en raison de leurs qualités uniques et de leurs compositions chimiques. Classés en Chlorophyta, Rhodophyta et Phaeophyta, ils jouent un rôle important dans les solutions durables dans tous les secteurs. Pour utiliser pleinement leurs composés bioactifs, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour optimiser les processus d’extraction et de raffinage.
Richesse nutritionnelle et métabolique des algues
Alors que la quête d’aliments fonctionnels s’intensifie dans un contexte de boom démographique et de risques sanitaires croissants, les algues apparaissent comme une solution puissante, en raison de leur pléthore de composés bioactifs et de leur potentiel nutraceutique. Historiquement consommés en Asie de l’Est, ils sont des centrales nutritionnelles, regorgeant de minéraux essentiels, de vitamines, de protéines et de glucides, développés en raison de leur résilience aux conditions environnementales uniques.
Considérées comme des superaliments, les algues présentent une teneur en minéraux exceptionnelle, dépassant les plantes terrestres et comblant les carences minérales humaines. Leurs minéraux, un trésor influencé par les espèces, les variables géographiques et environnementales, sont absorbés par l’eau de mer. Cependant, une consommation prudente est vitale en raison de la présence de minéraux potentiellement nocifs.
Les algues sont abondantes en nutriments et économes en énergie, dépourvues de structures végétales conventionnelles, ce qui en fait un aliment de base dans des pays comme le Japon. Ils sont enrichis en acides gras essentiels, en diverses vitamines et en minéraux essentiels comme le magnésium, le calcium et l’iode. Les diverses valeurs nutritionnelles des algues mettent en évidence leur rôle dans l’amélioration des régimes alimentaires et la correction des carences nutritionnelles, plaidant pour leur intégration dans différentes cuisines et davantage de recherches sur leurs mérites nutritionnels. Composées d’environ 50 % de polysaccharides, les algues jouent un rôle important dans les industries alimentaire et pharmaceutique en raison de leurs propriétés multifonctionnelles telles que la solubilité dans l’eau et la biodégradabilité, ainsi que de leur rôle dans l’emballage alimentaire, présentant des propriétés antibactériennes et antioxydantes inhérentes.
Une illustration schématique des métabolites primaires et secondaires des algues et de leur application possible en tant que composés bioactifs et aliments fonctionnels présentant les avantages souhaités.
Composants spécialisés d’algues et leurs applications
Fucoïdanes
Présents principalement dans les algues brunes, les fucoïdanes sont des polysaccharides sulfatés dotés d’une myriade de propriétés biologiques adaptées aux applications pharmaceutiques, présentant des propriétés immunomodulatrices, antitumorales, anti-inflammatoires et anticoagulantes. La structure des fucoïdanes varie selon les espèces et les conditions environnementales et est cruciale pour ses fonctions.
Carraghénanes et Agars
Les carraghénanes et les agarans, composants essentiels des algues rouges, font partie intégrante des aliments, des médicaments et des cosmétiques en raison de leur faible toxicité, biocompatibilité et biodégradabilité. Ils servent d’agents gélifiants et stabilisants et présentent diverses activités biologiques importantes pour la santé humaine. Dérivé principalement de Kappaphycus alvarezii, les carraghénanes présentent des avantages potentiels pour la santé, tels que des propriétés anti-obésité, antioxydantes, antibactériennes, anticancéreuses et neuroprotectrices, sous réserve du cycle de vie et du processus d’extraction des algues. Leurs diverses structures et impacts soulignent la nécessité de poursuivre la recherche pour explorer l’ensemble de leur spectre d’applications et d’avantages.
Ulvan
L’Ulvan, constituant 9 à 36 % de la biomasse d’Ulva, comprend principalement du rhamnose sulfaté, des acides uroniques et du xylose. Il comporte divers composants structurels, chacun ayant ses propriétés spécifiques. Les techniques avancées d’extraction et de purification sont cruciales pour déterminer le rendement et la qualité de l’Ulvan.
Composition pigmentaire et applications industrielles des algues
Divers pigments d’algues, notamment la chlorophylle et les caroténoïdes, sont cruciaux pour des industries telles que l’alimentation, les cosmétiques, les produits pharmaceutiques et l’alimentation animale en raison de leurs propriétés uniques, contribuant aux activités antioxydantes et anticancéreuses. La synthèse de ces pigments variés met en évidence leur importance industrielle et leur potentiel dans le développement d’applications innovantes dans différents secteurs.
Valeurs nutritionnelles et médicinales des pigments d’algues
Différents pigments présents sont reconnus pour leur rôle dans la santé humaine. Ils présentent des activités antimicrobiennes, en particulier contre les bactéries Gram-positives, et jouent un rôle crucial dans la lutte contre les maladies en présentant une activité antimicrobienne plus élevée, prouvant ainsi leur importance dans les applications liées à la santé.
Composition en lipides et acides gras
Les algues sont également des sources d’acides gras essentiels, notamment d’acides gras polyinsaturés (AGPI), essentiels dans l’alimentation humaine pour lutter contre des maladies comme le diabète et le cancer. Ils servent de matières premières durables contenant des graisses bénéfiques pour la santé et bénéfiques pour l’enrichissement nutraceutique, cosméceutique et alimentaire. La teneur en lipides varie en fonction des espèces et des conditions environnementales et est particulièrement riche en AGPI précieux comme l’acide docosahexaénoïque (DHA), l’acide eicosapentaénoïque (EPA) et l’acide arachidonique (AA).
Application dans différentes industries
La composition diversifiée en acides gras des algues, notamment des niveaux élevés d’acides gras ω-3 et ω-6, en fait un excellent potentiel pour diverses applications en raison de leurs activités antimicrobiennes, antioxydantes, antifongiques, antiprolifératives, antiparasitaires et anticancéreuses. Leurs extraits lipidiques offrent des actions antibactériennes, des valeurs nutritionnelles et peuvent être considérés comme une source viable pour les applications biotechnologiques à venir. Ils sont connus pour contenir des composés susceptibles de répondre aux besoins économiques actuels dans les secteurs de la santé et de la biotechnologie.
Métabolites secondaires précieux dans les algues
Les algues sont un trésor de métabolites secondaires comme les alcaloïdes, les glucosinolates, les composés phénoliques et les terpènes qui les protègent de leur environnement hostile et du stress oxydatif. Ces métabolites ont des applications potentielles dans diverses industries en raison de leurs propriétés antioxydantes.
Des composés phénoliques
Les composés phénoliques, présents principalement dans les algues brunes et vertes, jouent des rôles importants, tels que la protection des herbivores, le durcissement des parois cellulaires et la chélation des métaux. Ces métabolites, dont les flavonoïdes, les tanins, les chalcones et les coumarines, sont reconnus pour leurs propriétés antioxydantes, offrant de nombreux bienfaits pour la santé et présentant des applications pharmaceutiques potentielles. Les phlorotanins, un type de polyphénol, ont retenu l’attention en raison de leur forte activité antioxydante, dépassant celle du tocophérol et de l’acide ascorbique. Ces polyphénoliques ont diverses applications potentielles dans les industries nutraceutique, agricole, pharmaceutique et cosmétique.
Terpènes
Les terpènes sont un autre groupe de métabolites secondaires non polaires présents dans les algues, les algues brunes en étant de riches sources. Ils ont des structures diverses et sont classés en différentes classes basées sur les unités isoprène, chaque classe présentant une gamme de bioactivités bénéfiques pour la santé. Les monoterpènes se trouvent couramment dans les algues rouges, présentant des propriétés uniques, certains, comme l’élatol sesquiterpénique, offrant une protection contre les herbivores et l’encrassement.
Importance biologique des algues
Propriétés neuroprotectrices des algues
Les algues, de diverses espèces, se révèlent prometteuses en tant qu’agents neuroprotecteurs naturels contre les maladies neurodégénératives. Malgré la prévalence des agents synthétiques, leurs effets secondaires importants soulignent l’importance d’extraits d’algues sûrs et efficaces. Des composés comme la fucoxanthine démontrent des activités neuroprotectrices, luttant contre le stress oxydatif et la neuroinflammation. Cependant, traduire ces résultats en médicaments efficaces nécessite des recherches plus approfondies et davantage d’essais cliniques.
Algues et activités antivirales
Les algues ont démontré des propriétés antivirales contre divers virus, notamment le virus de l’herpès simplex (HSV) et le virus de l’immunodéficience humaine (VIH). Les polysaccharides sulfatés des algues inhibent les virus comme la dengue et se sont également révélés prometteurs contre le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), indiquant une application potentielle contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19). Des études ont exploré l’efficacité antivirale de diverses espèces d’algues et les résultats suggèrent une base potentielle pour le développement de médicaments antiviraux. Les valeurs de sélectivité et d’inhibition de certains extraits sont remarquables, justifiant une exploration plus approfondie.
Potentiel antifongique et antidiabétique des algues
Les algues possèdent des propriétés antifongiques et antidiabétiques, inhibant la croissance fongique et les enzymes provoquant l’hyperglycémie, améliorant les symptômes du diabète chez les modèles animaux et inspirant des médicaments comme l’extrait antidiabétique de Cadalmin. Cependant, des recherches et des essais cliniques approfondis sont cruciaux pour une application thérapeutique plus large afin de confirmer leur efficacité et leur sécurité dans diverses conditions médicales.
Les algues pour lutter contre l’obésité
Le potentiel anti-obésité des algues fait l’objet d’études approfondies, plusieurs modèles in vitro et in vivo mettant en évidence leur capacité à moduler le poids corporel, les niveaux de lipides et la consommation d’énergie. Certains extraits d’algues ont considérablement réduit les marqueurs d’obésité et ont montré un potentiel dans la gestion des paramètres liés à l’obésité en modifiant l’expression des gènes et en inhibant la différenciation des adipocytes. Bien que prometteurs, des études et des essais cliniques approfondis sont nécessaires pour valider l’efficacité des algues en tant qu’agents anti-obésité.
Activités anti-inflammatoires des algues
Les algues, riches en composés comme les polyphénols, présentent des propriétés anti-inflammatoires notables, régulant négativement les cytokines pro-inflammatoires et offrant le potentiel de développer des thérapies anti-inflammatoires. Des composés tels que la lectine inhibent l’inflammation, leur origine naturelle promettant des effets secondaires réduits par rapport aux alternatives synthétiques, soulignant ainsi la promesse thérapeutique des algues.
