4 méthodes d’extraction des racines d’astragale

L’astragale est principalement divisé en deux types: Astragalus membranaceus et Astragalus mongholicus. Les deux sont distribués dans le Heilongjiang, la Mongolie intérieure, Jiangxi et d’autres endroits. L’astragale est de nature douce et neutre, avec une température légèrement chaude. Il a une histoire médicinale de plus de 2000 ans en Chine. La première trace d’astragale est apparue dans les "cinquante-deux ordonnances de maladies des manuscrits de soie Mawangdui". L’astragale peut être utilisé en combinaison avec la pivoine et la réglisse pour traiter la gangrène.

L’astragale contient des ingrédients efficaces tels que l’astragaloside, des polysaccharides, des protéines et des flavonoïdes. Les Polysaccharides sont l’un des principaux composants hydrosolubles de l’astragale [1]. Les polysaccharides d’astragale ont des fonctions physiologiques telles que l’anti-oxydation, la régulation immunitaire et anti-tumorale. Les polysaccharides d’astragale sont composés d’arabinose, de xylose, de mannose, de rhamnose, de galactose et de glucose. En raison de ses fonctions physiologiques exceptionnelles, le polysaccharided’astragale est devenu un hotspot de recherche dans la médecine, l’alimentation, l’élevage et d’autres domaines. Cet article passe en revue l’extraction, la purification et l’application du polysaccharide d’astragale, en vue de fournir une référence pour le développement et l’utilisation ultérieures du polysaccharide d’astragale.

1 Extraction des polysaccharides d’astragale

Dans leProcédé d’extraction des polysaccharides d’astragale, l’éther de pétrole et l’éthanol dégraissant peuvent être utilisés en premier, ce qui peut rendre les polysaccharides plus solubles. Les méthodes d’extraction des polysaccharides d’astragale comprennent la méthode par solvant, la méthode enzymatique, la méthode de fermentation microbienne, la méthode de renforcement physique, etc.

1.1 méthode au solvant

La méthode par solvant est une méthode d’extraction couramment utilisée dans l’industrie. Il est facile à utiliser et à faible coût, mais le temps d’extraction est long, la température est élevée, et il peut conduire à l’inactivation des composants actifs. Le tableau 1 présente les rendements d’extraction des polysaccharides d’astragale extraits à l’aide de trois méthodes au solvant.

1.2 extraction enzymatique

Les Enzymes peuvent décomposer la structure de la paroi cellulaire, réduire la résistance de la paroi cellulaire et de la matrice interstitielle cellulaire, et améliorer le taux d’extraction. Chen et al. [4] ont comparé les taux d’extraction des polysaccharides de l’astragale par huit enzymes telles que la cellulase et la pectinase, et ont constaté que le glucose oxydase avait le meilleur effet.

La méthode de la surface de réponse a été utilisée pour optimiser le processus d’extraction: quantité d’enzymes 3,0%, temps de traitement 3,44 jours, température de traitement 56,9 ℃, pH du solvant d’extraction 7,8. Dans ces conditions, le taux d’extraction des polysaccharides d’astragale a atteint (29,96 ± 0,14) %, ce qui est 250% plus élevé que celui sans aide enzymatique. Dong Lingling [5] a utilisé une combinaison d’extraction par micro-ondes et de cellulase, et le taux d’extraction par polysaccharide a atteint 16,07%. De plus, de multiples enzymes sont souvent utilisées ensemble dans l’extraction des plantes [6]. L’utilisation d’enzymes pour l’extraction assistée a une faible pollution, est simple et peu coûteux, mais les enzymes ont des exigences élevées pour les conditions environnementales et exigent un contrôle strict des conditions environnementales.

1.3 extraction par fermentation microbienne

L’extraction par fermentation microbienne utilise une variété d’enzymes produites par des micro-organismes tels que des bactéries ou des champignons au cours du processus métabolique pour agir sur le substrat d’extraction. Ces enzymes peuvent détruire ou modifier la structure de la paroi cellulaire, ce qui facilite la libération des ingrédients actifs dans la médecine traditionnelle chinoise, et peuvent également dégrader les polysaccharides en petites molécules polysaccharides et les convertir en d’autres types de polysaccharides.

Bian Yabin [7] a optimisé le processus de fermentation des polysaccharides d’astragale avec Lactococcus lactis subsp. Lactis (MGF). Dans les conditions d’une durée d’extraction de 65 minutes, d’une température d’extraction de 80 °C et d’un rapport liquide-solide de 1:9, la teneur en polysaccharide astragale fermenté était de 6,72 mg/mL, et il a été confirmé que le polysaccharide astragale fermenté pouvait favoriser la maturation des DCs dérivées de moelle osseuse de souris. Su Guilong [8] a découvert que la MGF et le Bacillus subtilis, et que les méthodes à deux étapes solides et liquides de la MGF pourraient augmenter le rendement des polysaccharides fermentés d’astragale, des tiges et des feuilles. La Fermentation et l’extraction des ingrédients actifs de la médecine traditionnelle chinoise améliore non seulement l’efficacité d’extraction, mais réduit également les effets secondaires toxiques de la médecine traditionnelle chinoise.

1.4 méthode de renforcement physique

Ces dernières années, les méthodes de renforcement physique couramment utilisées comprennent l’extraction assistée par ultrasons, l’extraction assistée par micro-ondes et l’extraction par cavitation à pression négative. La méthode de renforcement physique utilise des méthodes physiques pour détruire la structure cellulaire et provoquer le flux des polysaccharides hors des cellules, atteignant ainsi l’objectif d’améliorer le taux d’extraction. C’est aussi une méthode couramment utilisée dans l’extraction des plantes ces dernières années. Comparée à l’extraction assistée par ultrasons et micro-ondes et à l’extraction par cavitation à pression négative, la vitesse d’extraction est plus faible eta été examinée en détail par des études antérieures, de sorte qu’elle ne sera pas expliquée en détail dans cet article. Le tableau 2 indique le taux d’extraction des polysaccharides d’astragale extraits par des méthodes de renforcement physique.

La cavitation à pression négative fait appel à une forte cavitation et à des vibrations mécaniques pour accélérer l’entrée des ingrédients actifs des tissus végétaux dans le solvant, ce qui permet d’obtenir une extraction à court terme et à basse température [12]. Il peut protéger les substances sensibles à la chaleur dans les plantes contre la destruction, tout en réduisant les impuretés macromoléculaires telles que les protéines et l’amidon qui sont produites par pyrolyse.

Jiao et al. [13] ont optimisé le processus d’extraction des polysaccharides astragaloside à l’aide d’une cavitation à pression négative assistée par homogénéisation. Le temps d’homogénéisation était de 70 S, la pression négative était de -0,068 MPa, la température d’extraction 64,8 °C, le rapport eau/matériau 1:13,4, le temps d’extraction 53 min, et le taux d’extraction était de 16,74%. En même temps, les résultats du FTIR ont montré que cette méthode ne modifie pas la structure primaire des polysaccharides d’astragale. Par rapport à la méthode traditionnelle d’extraction à eau chaude, l’extraction par cavitation à pression négative présente les avantages d’un taux d’extraction élevé et de conditions douces. Dans l’extraction d’autres plantes, la cavitation à pression négative et d’autres méthodes d’extraction sont utilisées en combinaison. Tian Li et al. [14] ont optimisé le processus d’extraction des polyphénols du marasme de la pomme par décompression associée à des ultrasons, et le pouvoir réducteur de l’extrait de polyphénol obtenu était supérieur à celui obtenu par extraction par ultrasons.

Bien que la méthode d’extraction à l’eau chaude ait un faible taux d’extraction, elle convient à l’extraction industrielle à grande échelle. L’extraction assistée par ultrasons et micro-ondes nécessite un équipement de haute technologie et ne convient pas à la production à grande échelle. L’extraction assistée par enzymes est efficace, mais a des exigences environnementales élevées. Dans la fermentation microbienne, le problème de la sélection et de l’élevage de bonnes souches doit être résolu [15]. Des études ont montré que la température d’extraction peut affecter l’activité physiologique des polysaccharides d’astragale en affectant leur structure [16]. Chaque méthode a ses propres avantages et inconvénients. Comment tirer le meilleur parti des avantages et éviter les inconvénients, et obtenir une extraction à basse température et efficace, devrait être au centre des recherches futures sur l’extraction par polysaccharide d’astragale.

2. Purification des polysaccharides d’astragale

2.1 déprotéinisation

Il a été rapporté que la teneur en protéines du polysaccharide d’astragale brut est supérieure à 15%. L’élimination des protéines est une étape importante dans l’obtention de produits polysaccharides d’astragale hautement actifs et précieux. Les méthodes couramment utilisées pour déprotéiniser le polysaccharide d’astragale sont indiquées dans le tableau 3. Afin de faciliter le fonctionnement et d’augmenter le rendement des polysaccharides, la méthode enzymique et la méthode Sevage ont été couramment utilisées ces dernières années. Hu Yuanyuan [20] a optimisé le processus de déprotéinisation en utilisant une combinaison de méthodes de protéase et de Sevage. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec un rapport enzyme/substrat de 2,0 %, pH 5,0, et une digestion enzymatique à 50°C dans un bain d’eau pendant 24 heures, avec un taux d’élimination des protéines de 89,82 % et une fraction massique de polysaccharide astragale de 83,47 %. La méthode enzymatique et la méthode Sevage sont utilisées en combinaison, ce qui présente les avantages d’une bonne élimination des protéines et d’une faible perte de polysaccharide, tout en simplifiant également l’opération.

2.2 astragale polysaccharide purification

2.2.1 méthode de précipitation par Gradient

La structure et le poids moléculaire des polysaccharides peuvent entraîner des différences de polarité, qui à leur tour conduisent à des différences de solubilité dans les solvants organiques. Sur la base de ce principe, la solubilité des polysaccharides dans les solvants organiques peut être déterminée en augmentant successivement la concentration du solvant organique, et des polysaccharides avec différents poids moléculaires peuvent être précipités. Dans la précipitation graduelle des polysaccharides, l’éthanol est un précipité couramment utilisé. Li Hongfa et al. [21] ont utilisé des solutions d’éthanol à 30%, 50%, 70%, 75%, 80% et 90% pour effectuer une précipitation graduée des polysaccharides d’astragale, obtenant six fractions différentes. La structure, la composition et l’activité antioxydante de chaque composant ont été analysées séparément. Les résultats ont montré que lorsque la concentration d’éthanol augmentait, le poids moléculaire du polysaccharide diminuait graduellement, la teneur en galactose, mannose et rhamnose dans le polysaccharide augmentait séquentiellement, et la teneur en glucose diminuait séquentiellement. Cependant, l’activité antioxydante a augmenté, et l’activité antioxydante a été liée à la structure du polysaccharide.

2.2.2 chromatographie sur colonne

La chromatographie par échange d’ions et la chromatographie sur gel sont les méthodes les plus couramment utilisées pour l’isolement et la purification des polysaccharides d’astragale. La chromatographie à échange d’ions est principalement utilisée pour la séparation brute des polysaccharides mono-composants dans les extraits bruts polysaccharides. La chromatographie sur Gel peut être utilisée pour séparer ou purifier les polysaccharides en fonction de leur structure et de leur poids moléculaire en utilisant différentes spécifications. Qu Jing et al. [22] ont utilisé une colonne de gel de SephadexCL-6B et 0,9 % de NaCl comme éluant pour effectuer la chromatographie sur colonne sur un polysaccharide astragale déprotéinisé, pour obtenir un polysaccharide homogène d’un poids moléculaire de 5 600 Da et d’une teneur de 96,3 %. Wang Ruizun [23] a d’abord utilisé une colonne d’échange d’ions DEA-Cellulose pour séparer les polysaccharides d’astragale par chromatographie, en utilisant 0,5 mol/L de NaCl comme éluent, pour obtenir deux composants. Ensuite, une colonne de gel Seph CL-6B, avec 0,15 mol/L de NaCl comme éluent, les polysaccharides ont été purifiés pour obtenir quatre poids moléculaires: AMPSA-a, AMPSA-b, AMPSA-c, et AMPSB-d.

Quatre poids moléculaires et chaque polysaccharide composant a une activité antioxydante significative.

2.2.3 séparation par Membrane

Le procédé de séparation par membrane à température ambiante présente les avantages de ne pas utiliser de solvants organiques, une sélectivité élevée de séparation et d’être facile à utiliser en conjonction avec d’autres méthodes. L’ultrafiltration est une technologie de séparation membranaire apparue dans les années 1960. Il est largement utilisé dans la séparation et la purification des plantes en raison de son rendement élevé et des dommages minimes au produit. Zhang Qinglei [24] a utilisé l’ultrafiltration avec la technologie des membranes vibratoires et la précipitation par gradient d’éthanol pour la purification des polysaccharides d’astragale, et a constaté que la première méthode est facile à obtenir des polysaccharides avec un poids moléculaire relativement uniforme. Tang Yuwei [25] a utilisé des membranes en fibres creuses avec différentes valeurs de coupure (150, 100, 50, 20, 10, 6 kDa) pour séparer le polysaccharide astragale déprotéiné en 7 groupes. Après séparation par chromatographie sur colonne DEAE-Cellulose et Sephadex G-100, 6 polysaccharides ont été obtenus. Des études ont montré que les polysaccharides obtenus ont des fonctions de régulation microécologique.

À l’heure actuelle, les méthodes d’isolement et de purification des polysaccharides d’astragale sont relativement fixes, et les procédés d’isolement et de purification d’autres polysaccharides peuvent être utilisés comme référence pour mieux purifier les polysaccharides d’astragale. Par exemple, la technologie d’intégration de membrane peut être utilisée pour isoler et purifier les polysaccharides: la microfiltration et l’ultrafiltration peuvent être utilisées pour isoler et purifier les polysaccharides de thé pour obtenir deux fractions. En plus de ceux-ci, d’autres méthodes courantes de séparation de membrane comprennent la microfiltration et la nanofiltration, qui sont moins couramment utilisées dans la purification des polysaccharides d’astragale, mais ont été utilisées dans la purification d’autres polysaccharides de plantes et peuvent être utilisées comme référence dans la séparation et la purification des polysaccharides d’astragale.

3 Applications

3.1 médical

Les polysaccharides d’astragale ont de bons effets immunomodulateurs, anti-tumoraux, anti-inflammatoires et autres effets pharmacologiques. À l’heure actuelle, les polysaccharides d’astragale ont fait de grands progrès dans le traitement des maladies. Ils ont été utilisés cliniquement pour traiter les tumeurs, l’asthme et le diabète. Le traitement de certaines autres maladies en est encore au stade de l’expérimentation animale.

3.1.1 tumeurs

Le taux de mortalité élevé a fait du cancer une menace majeure pour la santé humaine dans le monde entier. La chimiothérapie est actuellement la principale méthode de traitement du cancer, mais elle est souvent accompagnée d’effets secondaires toxiques et peut également conduire à une pharmacorésistance. Les polysaccharides d’astragale peuvent améliorer le corps et#39; S du système immunitaire, inhibent la croissance des tumeurs et favorisent l’apoptose tout en réduisant les effets secondaires toxiques des médicaments. Ces dernières années, les polysaccharides d’astragale se sont développés rapidement dans le traitement du cancer. Des études ont montré que le polysaccharide d’astragale a un effet inhibiteur sur les cellules du cancer gastrique MGC-803, le cancer du poumon non à petites cellules humaines A549 et le cancer du foie humain HepG2, et peut induire l’apoptose des cellules du cancer gastrique MGC-803 [26]. Yang Xiaolan [27] a utilisé une combinaison de polysaccharide d’astragale injectable et de radiothérapie pour le traitement du cancer gastrique.

Le taux de traitement du cancer et le taux de réduction du volume tumoral dans le groupe de traitement combiné étaient respectivement de 63,9% et 59%, comparativement à 53% et 51,8% dans le groupe témoin. Dans le même temps, les niveaux fonctionnels de l’immunité, de l’hématopoïèse, du foie et des reins chez les patients du groupe de traitement combiné ont été significativement améliorés par rapport au groupe témoin. Zhang Ying et al. [28] ont utilisé une combinaison de polysaccharides d’astragale et de cellules tueuses induites par la cytokine pour traiter les patients atteints d’un cancer du poumon non à petites cellules intermédiaire et avancé présentant un profil de déficit en qi. Le taux de contrôle de la maladie et le score de Karasz étaient respectivement de 69,4 % et 77,8 % dans le groupe de traitement combiné, et de 36,1 % et 55,6 % dans le groupe témoin. En outre, le polysaccharide d’astragale peut également être utilisé en combinaison avec la gemcitabine pour traiter le cancer du pancréas, et avec les liposomes de doxorubicine pour traiter le cancer du foie.

3.1.2 asthme

Les polysaccharides d’astragale peuvent avoir un effet bénéfique sur les maladies respiratoires en régulant la fonction des cellules immunitaires et l’expression des cytokines, et en améliorant l’activité anti-inflammatoire. L’injection de polysaccharide d’astragale aux patients asthmatiques en plus du traitement conventionnel peut réduire considérablement le niveau de cellules inflammatoires chez le patient' S BALF ou expectoration [29], maintenir l’équilibre immunitaire, améliorer le corps et#39; S immunitaire, tout en rétablissant la fonction pulmonaire et en réduisant le risque d’effets indésirables. D’autres études ont montré que les polysaccharides d’astragale peuvent améliorer l’état de stress immunitaire des patients et renforcer leur immunité en exerçant un effet immunomodulateur sur les lymphocytes T, améliorant ainsi le taux de guérison des patients atteints d’asthme bronchique [30].

3.1.3 le diabète

Les polysaccharides astragale peuvent améliorer la fonction rénale des patients en régulant leur fonction immunitaire et en réduisant les réactions inflammatoires. Deng Haiou et al. [31] ont utilisé l’injection de polysaccharide d’astragale pour traiter la néphropathie diabétique précoce chez les personnes âgées. Lai Yu [32] a montré que l’utilisation combinée de polysaccharide d’astragale et de Sanyang Huayu Tang peut réduire la teneur en inhibiteur activateur plasminogène -1, un facteur inflammatoire dans le sérum, chez les patients atteints de néphropathie diabétique précoce.

3.1.4 autres

En outre, le polysaccharide d’astragale peut également être utilisé pour traiter des maladies cardiovasculaires et neurologiques. Chen Tianhua' S [33] la recherche montre que le polysaccharide d’astragale a un bon effet protecteur sur l’hypertrophie des cellules myocardiques stimulée par Ang ii et la réponse inflammatoire. Wang Aiqing [34] a confirmé que le polysaccharide d’astragale a un effet protecteur sur les dommages rétiniens chez les rats ayant une pression intraoculaire aiguë élevée, qui est liée à la dose du médicament.

3.2 produits alimentaires

Le livre «Handbook De laHealth Food Ingredients» indique que le polysaccharide d’astragale peut être utilisé comme ingrédient alimentaire santé. Zhou Jianwei et al. ont utilisé le polysaccharide d’astragale, l’extrait de ginkgo biloba et les tomates noires riches en sélénium comme principaux ingrédients fonctionnels pour développer un type de nouilles qui a un effet préventif sur les complications diabétiques. Shao Baoping et al. [35] ont utilisé le polysaccharide d’astragale comme matière première pour développer une boisson fonctionnelle avec une texture confortable, une bonne couleur et la capacité d’améliorer l’immunité et de résister à la fatigue.

3.3 agriculture

3.3.1 activateur immunitaire

Les polysaccharides d’astragale peuvent améliorer l’environnement sérique, stimuler le corps et#39; réponse immunitaire de S, favorisent la sécrétion de cytokines, et augmentent le corps et#La présente étude a pour objet de déterminer les niveaux d’anticorps pour renforcer l’effet des vaccins. Zhu et al. [36] ont montré par RT-PCR quantitative en temps réel que dans la rate et les tissus rénaux de la tête, l’expression d’arnm de la cytokine inflammatoire IL- 1 β a augmenté au début de la réponse immunitaire, stimulant une réponse immunitaire Th1. Les Cytokines IL-2 et IFN-γ2 ont été élevées tout au long de la période immunitaire, et les IgM sériques ont été significativement augmentés. Le polysaccharide d’astragale peut améliorer l’efficacité du vaccin contre l’edwardsiella tarda.

Les polysaccharides d’astragale, en tant qu’additif alimentaire naturel, peuvent non seulement améliorer le système immunitaire, mais également améliorer les performances de production du corps. Chen Yajun [37] a constaté que lorsque l’ajout de polysaccharides d’astragale dans l’alimentation était de 50 à 400 mg/kg, cela pouvait améliorer considérablement l’immunité non spécifique et la capacité antioxydante de loach. Cela peut être dû au fait que les polysaccharides d’astragale peuvent augmenter la teneur en NO dans les globules blancs, les globules rouges et le sérum. Wu et al. [38] ont confirmé que l’alimentation des poulets de chair avec 1 g/kg de polysaccharides d’astragale peut favoriser la croissance des jeunes poulets de chair. Par rapport au groupe témoin, l’activité de l’amylase, de la lipase et de la protéase chez les poulets de chair était plus élevée, mais lorsque la teneur en polysaccharides astragale était trop élevée, l’activité des enzymes digestives était réduite.

3.3.2 Reproduction

L’insémination artificielle est largement utilisée dans les élevages porcins modernes. La durée de vie du sperme stocké dans de l’azote liquide est courte et la congélation peut prolonger la durée de vie du sperme. Pendant la congélation et la décongélation du sperme, comment établir un système antioxydant fort pour le sperme est devenu un problème urgent qui doit être résolu. Les polysaccharides d’astragale ont de bonnes propriétés antioxydantes, de sorte qu’ils peuvent être un bon choix pour résoudre ce problème. Fu et al. [39] ont montré que les polysaccharides d’astragale peuvent inhiber la déphosphorylation des protéines du sperme en affectant la voie des espèces réactives d’oxygène entrant dans le monophosphate d’adénosine cyclique. Song Jian [40] a démontré que le polysaccharide d’astragale peut améliorer la capacité antioxydante du sperme en réduisant le niveau d’espèces réactives d’oxygène dans le sperme de porc décongelé, améliorant ainsi l’efficacité de la fécondation in vitro et du développement embryonnaire.

4 Discussion et perspectives

Les polysaccharides Astragalus ont une valeur d’application extrêmement élevée. Bien que des progrès significatifs aient été réalisés dans la recherche sur les polysaccharides de l’astragale, certains problèmes subsistent, tels que: (1) de nombreuses études actuelles n’expliquent pas la relation structure-activité, qui nécessite l’amélioration de la méthode de préparation des polysaccharides d’astragale, et l’utilisation de techniques telles que la prise d’empreintes, l’analyse de similitude et l’analyse par grappes pour étudier la structure des polysaccharides d’astragale et élaborer un plan de contrôle de la qualité, comme la détermination de la gamme de poids moléculaire de ses fragments efficaces; (2) les polysaccharides d’astragale sont des matières premières pour les aliments de santé, mais il n’y a pas beaucoup de produits de santé liés aux polysaccharides d’astragale sur le marché à l’heure actuelle. Le mécanisme des polysaccharides d’astragale peut encore être amélioré, et la recherche sur la recherche dans le secteur alimentaire; (3) en ce qui concerne le traitement médical (par exemple les maladies neurologiques et cardiovasculaires), il n’a été utilisé que dans des expériences sur les animaux, de sorte que des recherches supplémentaires dans ce domaine peuvent être renforcées afin de promouvoir davantage le développement et l’application cliniques; (4) les polysaccharides d’astragale ont pour fonction de piéger les radicaux libres [42] et devraient devenir des ingrédients actifs dans les cosmétiques anti-âge et anti-oxydants.

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