Valorisation de microalgues dans le secteur cosméceutique

Les microalgues sont des micro-organismes de plus en plus étudiés du fait de leur large présence dans le monde, majoritairement dans l’eau. Leur utilisation dans diverses industries en fait un sujet d’études intéressant, notamment du fait qu’elles contiennent des produits naturels montrant différentes activités biologiques. L’objectif principal de cette recherche concerne la valorisation d’une espèce de microalgues : Thalassiosira Nordenskioeldii (TN), une diatomée évoluant dans des milieux aquatiques à basses températures. Cette valorisation est abordée au travers de plusieurs objectifs en commençant par le développement d’une méthode d’extraction adaptée aux diatomées. Le second objectif comprend l’identification d’un candidat à la formulation issu de l’extraction et donc, la caractérisation chimique et biologique des extraits d’intérêt. Le troisième concerne l’étude de pré-formulation des extraits d’intérêt. Enfin, le dernier objectif prend la forme de la formulation de prototypes cosmétiques. Le développement de la méthode d’extraction prend en compte plusieurs enjeux dont les principaux sont la fragmentation de l’exosquelette de silice constituant l’enveloppe externe des diatomées et la quantité limitée de biomasse. La méthode d’extraction impliquait l’extraction successive de TN fournies par Isobiokem, à l’eau, à l’éthanol et à l’hexane. Les extraits ont ensuite été testé biologiquement en antioxydant cellulaire et ORAC ainsi qu’en anti-inflammatoire pour sélectionner l’extrait le plus prometteur d’entre eux. L’extrait éthanolique est celui qui a présenté le meilleur potentiel sur ces activités c’est pourquoi une nouvelle méthode a été développée pour l’obtention un extrait éthanolique total. Un extrait total contient une large gamme de composés chimiques extraits sans sélection spécifique. L’utilisation de l’éthanol comme solvant pour cette extraction implique que tous les composés présentant le plus d’affinité avec ce solvant sont extraits. Cet extrait éthanolique total a été fractionné au moyen d’une colonne Diaïon afin d’obtenir quatre fractions enrichies, plus actives biologiquement et plus intéressantes pour la formulation cosmétique car les activités biologiques suspectées dans ces fractions sont les activités anti-tyrosinase, anti-inflammatoire et anti-âge (synthèse de collagène). La fraction présentant la meilleure activité biologique semble être la fraction aqueuse. Les trois autres fractions étaient une fraction contenant un mélange d’éthanol et d’eau, une fraction éthanolique et une fraction acétate d’éthyle. Parallèlement, pour répondre au second objectif, une caractérisation chimique partielle a été réalisée sur les fractions présentant le plus d’intérêt, à savoir la fraction aqueuse et fraction acétate d’éthyle en mettant une emphase sur les acides gras dont l’acide myristique, palmitique, oléique, stéarique, palmitoléique et eicosapentaénoïque. Une comparaison des données obtenues et des données publiées dans la littérature ont permis de corroborer certains résultats issus des analyses chimiques. L’origine de la bioactivité de l’extrait total éthanolique a été déterminée en utilisant les résultats du fractionnement bio-guidé. Il est probable que cette activité provienne d’une synergie entre les différents composés présents dans l’extrait comme en témoignent notamment la littérature scientifique sur des espèces similaires, cependant, cette synergie n’a pas été démontrée. Une méthode de culture de la diatomée TN a été développée et testée à l’Université du Québec À Chicoutimi (UQAC) avec des algues fournies par Bigelow dans le but de pallier l’éventuel manque de biomasse. Cependant, les facteurs de croissance de TN étant intrinsèquement liés au contenu chimique obtenu au travers des extractions et à l’activité biologique identifiée dans les fractions, il n’a pas été possible de reproduire les mêmes résultats de composition chimique et biologique que ceux obtenus avec les algues provenant d’Isobiokem. Une étude de pré-formulation, constituant le troisième objectif et prenant en compte différents paramètres de dégradation dont la chaleur, l’humidité et la lumière sur un mois a été réalisée. Des relevés ont été effectués au premier jour, à la première semaine et au premier mois pour tester l’activité biologique ainsi que le spectre infrarouge (IR) des fractions. L’IR est fréquemment utilisée en cosmétique pour les études de stabilité car il s’agit d’un moyen fiable de détecter les nouveaux produits éventuellement formés lors de l’étude ou de repérer les dégradations. Lorsque les résultats de stabilité en pré-formulation ont été validés, deux prototypes de formulation cosmétique ont été développés, contenant tous deux une phase aqueuse et une phase grasse. C’est dans la phase aqueuse que la fraction aqueuse issue de l’extraction de TN pourra être incorporée, en fin de formulation.

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