Activité antioxydante de la poudre de bêta-carotène de fermentation microbienne

Le bêta-carotène (n° CAS : 7235-40-7) est traditionnellement dérivé de plantes comme la carotte et la patate douce, mais il est de plus en plus produit par fermentation microbienne impliquant des souches telles que *Bulacella trispora*, *Dunaliella salina* et *Escherichia coli* génétiquement modifié. Cette approche de fermentation microbienne offre une méthode évolutive, durable et contrôlable pour produire du bêta-carotène de haute pureté, adapté aux formulations d'aliments fonctionnels, de nutraceutiques et de cosmétiques. Dans cet article de blog, CASOV , fabricant de matières premières cosmétiques de haute qualité, présente l'activité antioxydante de la poudre de bêta-carotène issue de la fermentation microbienne, disponible à la vente.

Poudre de bêta-carotène, activité antioxydante

Les antioxydants sont des molécules capables d'inhiber l'oxydation d'autres molécules, prévenant ainsi les dommages cellulaires causés par les espèces réactives de l'oxygène (ERO) telles que les anions superoxydes, les radicaux hydroxyles et le peroxyde d'hydrogène. Le stress oxydatif, qui résulte d'un déséquilibre entre la production d'ERO et la capacité de l'organisme à les détoxifier, joue un rôle central dans le vieillissement, l'inflammation, le cancer, les maladies cardiovasculaires et les troubles neurodégénératifs.

L'activité antioxydante du bêta-carotène est principalement attribuée à sa chaîne polyénique, composée de doubles liaisons conjuguées qui lui permettent d'éteindre l'oxygène singulet et de neutraliser les radicaux libres. Ce composé agit comme un antioxydant en phase lipidique, particulièrement efficace pour protéger les membranes cellulaires des dommages oxydatifs.

Fermentation microbienne : une approche moderne

La fermentation microbienne du bêta-carotène offre plusieurs avantages par rapport à l'extraction végétale, notamment :

1. Rendement et pureté supérieurs : les souches microbiennes modifiées peuvent produire du bêta-carotène à des concentrations supérieures à celles trouvées dans les sources végétales naturelles.

2. Production durable : les systèmes de fermentation nécessitent moins de terres, d’eau et d’intrants agricoles.

3. Environnement contrôlé : les paramètres de production tels que le pH, la température et la composition en nutriments peuvent être étroitement régulés, minimisant ainsi la contamination et optimisant le rendement.

4. Cohérence et normalisation : le bêta-carotène microbien maintient une qualité constante, un facteur essentiel pour les applications pharmaceutiques et nutraceutiques.

Mécanismes antioxydants de la poudre de bêta-carotène

L'activité antioxydante de la poudre de bêta-carotène dérivée de la fermentation microbienne peut être élucidée grâce à plusieurs mécanismes biochimiques :

1. Désactivation de l'oxygène singulet : Le bêta-carotène est l'un des désactivateurs les plus efficaces de l'oxygène singulet (^1O_2), le convertissant à son état fondamental sans former d'intermédiaires réactifs. Ce processus de désactivation implique un mécanisme physique par lequel l'énergie de l'oxygène singulet est transférée à la structure du polyène, se dissipant sous forme de chaleur.

2. Piégeage des radicaux libres : La longue chaîne de doubles liaisons conjuguées du bêta-carotène lui permet de donner des électrons ou des atomes d'hydrogène pour neutraliser les radicaux libres tels que les radicaux peroxyle (ROO·), alcoxyle (RO·) et hydroxyle (·OH).

3. Inhibition de la peroxydation lipidique : le bêta-carotène se localise dans les compartiments cellulaires riches en lipides comme la bicouche phospholipidique, où il intercepte les radicaux peroxyles lipidiques, arrêtant ainsi la réaction en chaîne de la peroxydation lipidique.

4. Effets synergiques avec d’autres antioxydants : Le bêta-carotène présente des effets antioxydants synergiques lorsqu’il est utilisé en combinaison avec d’autres micronutriments comme les vitamines C et E. Ces synergies améliorent le mécanisme global de défense oxydative dans les systèmes biologiques.

Facteurs influençant les performances antioxydantes du bêta-carotène

Bien que la poudre de bêta-carotène issue de la fermentation microbienne offre une activité antioxydante significative, plusieurs facteurs influencent son efficacité :

1. Composition isomérique : Le bêta-carotène existe sous plusieurs formes isomères, principalement l'isomère tout-trans et divers isomères cis. La forme tout-trans est généralement plus stable et présente une capacité antioxydante supérieure dans des conditions normales. Cependant, certains isomères cis peuvent offrir une protection supérieure dans certaines conditions physiologiques grâce à une meilleure biodisponibilité.

2. Effets de matrice : La présence d'autres composants alimentaires ou de formulations peut affecter la solubilité, la stabilité et la réactivité du bêta-carotène. L'encapsulation dans des liposomes, des nanoémulsions ou des cyclodextrines peut améliorer ses performances antioxydantes et sa biodisponibilité.

3. Environnement oxydatif : Le bêta-carotène peut agir comme pro-oxydant sous de fortes tensions et concentrations d'oxygène. Par conséquent, le dosage et le contexte environnemental doivent être soigneusement optimisés.

4. Stockage et stabilité : L’exposition à la lumière, à la chaleur et à l’oxygène peut dégrader le bêta-carotène, diminuant ainsi son potentiel antioxydant. Les techniques de microencapsulation et les emballages inertes peuvent atténuer ces effets.

Applications de la poudre de bêta-carotène issue de la fermentation microbienne

La puissante activité antioxydante de la poudre de bêta-carotène dérivée de la fermentation microbienne trouve des applications dans de nombreux secteurs :

1. Nutraceutiques et aliments fonctionnels : Incorporé dans les compléments alimentaires et les produits alimentaires enrichis, le bêta-carotène soutient la fonction immunitaire, la santé visuelle et l’équilibre oxydatif.

2. Cosméceutiques : Le bêta-carotène est utilisé dans les formules de soins de la peau pour protéger contre le stress photooxydatif, améliorer le teint de la peau et soutenir l'intégrité du collagène.

Conclusion

La poudre de bêta-carotène issue de la fermentation microbienne est un antioxydant bioactif de haute pureté, respectueux de l'environnement, largement utilisé dans les secteurs de la santé et du bien-être. Sa capacité à neutraliser les espèces réactives de l'oxygène, à protéger les lipides cellulaires et à agir en synergie avec d'autres antioxydants en fait un ingrédient fonctionnel précieux.