Unveiling the aromatic profile of marine macroalgae: a review of the composition and bioactivity of essential oils

Abstract

Abstract Macroalgae or seaweed essential oils (SEOs) are promising yet underexplored sources of bioactive volatile compounds with potential applications in pharmaceutical, cosmetic, and food industries. Unlike terrestrial aromatic plants, their chemical profiles are shaped by unique marine conditions. This systematic review, following PRISMA guidelines, analyzed 26 peer-reviewed studies to assess chemical composition, biological properties, and methodological challenges of SEOs. Main sources were species from Ochrophyta, Rhodophyta, and Chlorophyta, yielding terpenes, phenylpropanoids, fatty acids, hydrocarbons, halogenated volatiles, and nitrogenous volatiles. Hydrodistillation with a Clevenger apparatus was the most common extraction method, followed by steam distillation and microwave-assisted hydrodistillation. Across 32 species, 457 compounds were reported, revealing notable chemodiversity. Reported bioactivities included antimicrobial, antioxidant, insecticidal, and chemical signaling functions, underscoring ecological and biotechnological relevance. However, inconsistencies in extraction protocols, compound classification, and pharmacopeial definitions hinder meaningful comparison across studies. Additionally, most studies focused on the Northern Hemisphere, leaving biodiversity-rich Southern Hemisphere regions underexplored. Standardizing methodologies and expanding geographic coverage are crucial for fully realizing SEOs’ biotechnological potential.Resumo Óleos essenciais de macroalgas ou algas marinhas (SEOs) são fontes promissoras, porém pouco exploradas, de compostos voláteis bioativos com potencial de aplicação nas indústrias farmacêutica, cosmética e alimentícia. Diferentemente das plantas aromáticas terrestres, seus perfis químicos são moldados por condições marinhas únicas. Esta revisão sistemática, conduzida segundo as diretrizes PRISMA, analisou 26 estudos revisados por pares para avaliar a composição química, as propriedades biológicas e os desafios metodológicos dos SEOs. As principais fontes foram espécies de Ochrophyta, Rhodophyta e Chlorophyta, que forneceram terpenos, fenilpropanóides, ácidos graxos, hidrocarbonetos e voláteis halogenados e nitrogenados. A hidrodestilação com aparato de Clevenger foi o método de extração mais utilizado, seguida pela destilação a vapor e pela hidrodestilação assistida por microondas. Foram relatados 457 compostos em 32 espécies, revelando notável quimiodiversidade. Em relação à bioatividade destacaram-se potenciais antimicrobiano, antioxidante, inseticida e como sinalizadores químicos, ressaltando tanto a relevância ecológica como biotecnológica. Contudo, inconsistências nos protocolos de extração, na classificação de compostos e nas definições farmacopeicas dificultam comparações entre os estudos. Além disso, a maioria dos estudos concentrou-se no Hemisfério Norte, deixando o Hemisfério Sul, reconhecido pela sua rica biodiversidade, ainda pouco explorado. A padronização metodológica e a ampliação da cobertura geográfica são essenciais para o conhecimento do potencial biotecnológico dos SEOs.