Seasonal variation of seaweed components and novel biological function of fucoidan extracted from brown algae in Quebec

Fucus vesiculosus et Ascophyllum nodosum sont des algues brunes comestibles et abondantes au Québec. Cependant, elles ont été négligées en raison de leur valeur potentielle inconnue et de la période de récolte limitée. Afin de valider leur utilité, la composition chimique de ces algues et l’activité inhibitrice des enzymes digestives de l'amidon par les fucoïdanes extraits de ces deux espèces d'algues ont été étudiés en fonction de la saison. Les composants principaux des algues sont dans l’ordre: les polysaccharides> minéraux> protéines> fucoïdane> lipides>> composés phénoliques, et leur quantité est très variable selon la période de récolte. F. vesiculosus contenait une plus grande quantité de protéines et de minéraux, alors que A. nodosum avait relativement plus de polysaccharides. Par conséquent, F. vesiculosus serait plus avantageux comme source d’éléments nutritifs. L’algue A. nodosum récoltée en Juillet a permis d’obtenir le fucoïdane ayant la pureté la plus élevée et le meilleur rendement. Les fucoïdanes extraits des deux espèces d’algues ont inhibé l’activité de l’α-glucosidase alors que seul celui extrait d’A. nodosum a pu, de plus, inhiber l’α-amylase. Le fucoïdane d’A. nodosum était un inhibiteur plus puissant que le fucoïdane de F. vesiculosus pour l’α-glucosidase avec des IC50 variant de 0,013 ~ 0,047 mg/ml, tout comme pour l’α-amylase avec des IC50 de 0,12 ~ 4,62 mg/mL selon le mois. Pour comprendre les facteurs clés expliquant les différences d’inhibition d’α-amylase entre les fucoïdane d’A. nodosum et F. vesiculosus, certaines caractéristiques structurales ont été analysées et comparées à du galactofucoidane qui a servi de contrôle. A partir des résultats obtenus, il est confirmé que la masse moléculaire plus faible (637 kDa) du fucoïdane d’A. nodosum et la présence de sulfates sont liées à son activité inhibitrice. Nous avons émis l’hypothèse que les faibles masses moléculaires permettent d’exposer facilement les groupements sulfate qui peuvent agir sur l’α-amylase par interaction électrostatique, et donc d'inhiber son activité. En conclusion, les algues brunes du Québec présentent un potentiel d’utilisation important pour leur valeur nutritionnelle et leurs composés bioactifs. Le fucoïdane a montré une activité d'inhibition des enzymes digestives de l'amidon (α-amylase et α-glucosidase) et cette activité est différente selon les espèces d'algues et la période de récolte. Une meilleure compréhension du mécanisme inhibiteur par le fucoïdane peut être utile afin de développer un ingrédient fonctionnel permettant de prévenir le diabète de Type-2.