Confronto tra Eisenia bicyclis e Ecklonia cava

I tre florotannini più abbondanti in Eisenia bicyclsi e Ecklonia cava sono dei potenti antiossidanti e hanno potenza analoga tra di loro. Le due alghe sono quindi tra loro intercambiabili per quanto riguarda l’utilizzazione in campo cosmetico e degli integratori alimentari.

Eisenia bicyclis e Ecklonia cava sono due macroalghe appartenenti all’ordine delle Phaeophyceae (alghe brune), famiglia delle Lessoniaceae. Le due specie si somigliano sia dal punto di vista morfologico sia da quello ecologico. (http://www.algaebase.org).

Dal punto di vista morfologico in entrambe le specie il tallo è distinto in una pseudo radice che ancora la pinta al fondo, in uno pseudo fusto che permette alle lamine di avvicinarsi alla luce pur restando ancorate al fondale marino, ed in una chioma di lamine nelle quali prevalentemente avviene la fotosintesi. In entrambi i casi il tallo è costituito da un tessuto essenzialmente indifferenziato di consistenza gelatinosa e di colorazione bruna translucida.

La differenza morfologica principale consiste nel fatto che in Eisenia bicyclis lo pseudo fusto si biforca poco prima di raggiungere le lamine per cui la pianta presenta due distinte chiome di lamine.

Dal punto di vista ecologico le due specie sono praticamente identiche. Sono ampiamente distribuite lungo le coste pacifiche del Giappone centrale e della Corea dove, quando le condizioni sono adatte, formano estesi prati sommersi spesso misti.

La principale differenza tra le due consiste nel fatto che Eisenia bicyclis cresce tra gli 8 e i 10 m sotto la superficie mentre per Ecklonia cava la profondità può variare tra i 4 ed i 25 metri e più (Okuda, 2008). Le due specie vengono in genere raccolte insieme e rappresentano una importante fonte alimentare per le popolazioni locali (Kang et al., 2004).

Alla somiglianza morfologica ed ecologica corrisponde una quasi identità genetica. La grande somiglianza del genoma delle due specie ha come conseguenza biochemismi interni molto simili e quindi grande analogia tra i metaboliti secondari prodotti.

Costituenti

La somiglianza genetica trova riscontro nella composizione chimica delle due specie: come tutte le alghe brune, sono ricche di polisaccaridi mucillaginosi e gelificanti che sono alla base del loro ampio uso alimentare.

Le proprietà biologiche attribuite a queste specie vengono invece fatte risalire alla presenza di particolari metaboliti secondari noti anche con il nome di florotannini e costituiti dall’unione di varie unità dello stesso monomero, l’1,3,5-triidrossi fenolo o floroglucinolo.

Sono presenti due trimeri, un pentamero e due esameri, oltre ad un tetramero, il fucodifloretolo G, di recente individuazione (Ham et al. 2007). Questi derivati del floroglucinolo sono caratteristici delle Phaeophyceae e non si ritrovano in altre piante (Shibata et al., 2004).

Aspetti quantitativi

Le alghe sono piante relativamente primordiali, con un biochemismo poco evoluto con la produzione di limitate classi di metaboliti secondari. Non stupisce quindi che anche tra Eisenia bicyclis ed Ecklonia cava la composizione quali e quantitativa non mostri differenze significative.

Visto l’interesse di questi composti come antiossidanti, Shibata e coll. (2004) hanno misurato le concentrazioni dei più importanti florotannini presenti nelle due specie e la loro variazione nel corso dell’anno. La quantità totale di florotannini è risultata essere praticamente identica:

  • 31 mg per g di polvere di alga essiccata nel caso di Eisenia bicyclis

  • 33 mg/g per Ecklonia cava, valori che si sono mantenuti costanti nel corso dell’anno.

Anche le quantità dei singoli composti presenti non mostra grandi variazioni come si può rilevare dai dati riportati nella seguente tabella.

Confronto tra le quantità dei vari composti (da Shibata et al., 2004)

 

Eisenia bicyclis

Ecklonia cava

Composto

% media

dev. stand.

% media

dev. stand.

Floroglucinolo

0,90

± 0,10

4,70

± 0,57

Fucodifloretolo G

4,40

± 0,46

0,70

± 0,14

Eckolo

7,50

± 0,10

6,40

± 0,14

Florofucofuroeckolo A

21,90

± 0,62

16,60

± 2,12

Dieckolo

23,42

± 0,51

22,20

± 0,99

8,8-Bieckolo

24,60

± 0,96

12,40

± 0,57

Altri florotannini

17,30

± 0,72

37,00

± 1,98

Si può osservare come i composti quantitativamente più rilevanti, eckolo, florofucofuroeckolo A e dieckolo abbiano concentrazioni analoghe nelle due specie e, considerando che le deviazioni standard si sovrappongono, possono essere definite uguali.

Fa eccezione il 8,8-bieckolo che in Eisenia bicyclis è presente in quantità doppia che in Ecklonia cava, nella quale però molto più alta è la concentrazione dei altri florotannini ancora non identificati, ma presumibilmente di proprietà analoghe.

La stessa inversione si trova tra i componenti minori, cioè inferiori al 5%: mentre in Eisenia bicyclis il floroglucinolo tetramero sfiora tale limite ed il floroglucinolo monomero è quasi assente, in Ecklonia cava si osserva l’opposto.

Complessivamente si può affermare che dal punto di vista del contenuto in florotannini le sue specie sono sostanzialmente equivalenti.

Proprietà antiossidanti

Mentre l’ampio uso alimentare delle due specie è legato soprattutto alla presenza di polisaccaridi, l’utilizzazione in campo cosmetico e salutistico va fatto risalire alle forti proprietà antiossidanti, a loro volta legate alla presenta dei florotannini.

Le proprietà antiossidanti di estratti di Ecklonia cava sono state evidenziate da Athukorala e coll. (2006), che hanno visto come tali estratti avessero un’attività maggiore di quelle del butilidrossianisolo e del butilidrossitoluene, due antiossidanti per alimenti largamente utilizzati. Per confrontare l’effetto antiossidante delle due specie è però opportuno rifarsi a quello dei singoli loro costituenti.

Le proprietà antiossidanti e di radical scavenger dei singoli florotannini sono state recentemente analizzate da Shibata e coll. (2008) che ne hanno valutato, in confronto con tre noti antiossidanti naturali, il resveratrolo, la catechina e l’α-tocoferolo:

  • la capacità di inibire la perossidazione lipidica

  • la capacità di bloccare i radicali liberi.

I risultati relativi all’inibizione della perossidazione lipidica sono riassunti nella tabella seguente.

Inibizione dalla perossidazione lipidica. Concentrazione sostanze 1 μM.

 

Inibizione (%)

Dev. St.

 

 

Inibizione (%)

Dev. St.

Floroglucinolo

5

± 5

 

Resveratrolo

15

± 4

Eckolo

32

± 2

 

Catechina

34

± 2

Florofucofuroeckolo A

31

± 2

 

α-Tocoferolo

25

± 1

Dieckolo

34

± 1

 

 

 

 

8,8’-Bieckolo

30

± 3

 

 

 

 



Alla concentrazione di 1 M, i florotannini, con la sola eccezione del monomero che è praticamente inattivo, sono in grado di ridurre di circa il 30% la perossidazione lipidica e mostrano in questo modello (Esaki et al. 1997) un potere antiossidante pari a quello della catechina e doppio rispetto a quello del resveratrolo.

L’attività di blocco dei radicali liberi è stata misurata dagli autori in due modelli di generazione dei radicali.

  1. Il primo è quello del DPPH (difenilpicrilidrazile) secondo Yamaguki et al. (1998) che permette di definire la quantità dell’antiossidante necessaria per bloccare il 50% del radicale (cioè la IC50: più basso è questo valore, più potente è l’azione). I quattro oligomeri mostrano un’alta attività in confronto alle sostanze di riferimento. Florofucofuroeckolo A, dieckolo e 8,8’-biecolo sono due volte più potenti della catechina, tre più dell’ α-tocoferolo e venti volte più del resveratrolo.

  2. Il secondo modello prevede il blocco del radicale superossido anione con il metodo di Ukeda et al. (1999) e ha dato risultati analoghi a quelli del modello DPPH. Anche in questo modello florofucofuroeckolo A, dieckolo e 8,8’-biecolo sono le sostanze più attive e hanno all’incirca la stessa attività della catechina, mentre gli altri due antiossidanti di riferimento sono da 2 a 4 volte più deboli.

I tre florotannini più abbondanti in Eisenia bicyclsi e Ecklonia cava sono quindi dei potenti antiossidanti in tre distinti modelli sperimentali ed hanno potenza analoga tra di loro. Ne deriva che gli estratti delle due alghe, contendo in quantità più o meno uguale questi composti, hanno proprietà antiossidanti equivalenti.

Conclusioni

La specie Ecklonia cava risulta molto affine a Eisenia bicyclis tanto da punto di vista botanico, per gli aspetti morfologici, ecologici e genetici, quanto, conseguentemente, da quello fitochimico per il contenuto in sostanze antiossidanti. In entrambe le specie i costituenti a maggior potere antiossidante coprono oltre il 50% del totale del florotannini presenti assicurando ai loro estratti una notevole attività antiossidante e radical scavenger . In base a questi dati è possibile affermare che Eisenia bicyclis e Ecklonia cava sono tra loro intercambiabili per quanto riguarda l’utilizzazione in campo cosmetico e degli integratori alimentari.

Bibliografia

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Esaki H, Onozaki H, Kawakishi S, Osawa T. Antioxidant activity and isolation from soybeans fermented with Aspergillus spp. J Agric Food Chem 45, 2020–2024, 1997

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