Comment extraire et séparer la curcuma du curcuma?

Le curcuma is the dried rhizome De lathe plant Curcuma longa L. (family Zingiberaceae). It is warm dansnature, with pungent Et en plusbitter flavours. It enters the spleen and liver channels, where it functions to break up blood stasis and promote blood circulation, unblock the channels and relieve pain [1]. Turmeric is rich in curcuminoids, essential oils, flavonoids, sugars, alkaloids, organic acids and other compounds, De lawhich curcuminoids are the main pharmacologically active ingredients[2]. They have a variety of pharmacological effects, such as anti-tumor, anti-inflammatory, anti-oxidant, anti-fibrosis and lowering blood lipids[3-4]. La curcumineis a fat-soluble polyphenolic compound in turmeric. It is an orange-yellow crystalline powder at room temperature, slightly bitter in taste, insoluble in water, but soluble in ethanol, dimethyl sulfoxide, propylene glycol, glacial acetic acid, and alkaline solutions [5-6]. It is unstable in light and heat and has minimal toxicity [7]. It is widely used in the pharmaceutical, health, food, cosmetics and health product industries, and has valuable development and utilization value.

1 extraction de curcumine Et etpréparation d’isolement

1.1 Extraction

Curcumin is a pigment with a diketone structure, and its parent nucleus is diphenylheptane, which is the main active ingredient in turmeric, accounting for about 70% of curcuminoids[8]. Common methods for extracting curcumin include organic solvent extraction, acid-base extraction, enzyme extraction, supercritical CO2 fluid extraction, sodium salicylate extraction, flash extraction, etc.[9]. However, due to the chemical reactivity of curcumin and its instability in the presence of light and heat, the optimisation of the curcumin extraction method is an important part of the extraction and separation of curcumin from turmeric.

Shan Hou Song Et etAl., et al.[10] ont comparé lescurcumin extraction rates from turmeric Par:the immersion method and the ultrasonic-assisted extraction method using response surface methodology. The results showed that the ultrasonic extraction method gave the best extraction rate of 2.716 mg/g at an extraction temperature of 48 °C, a material-to-liquid ratio of 1:30, and an ethanol concentration of 75%. This shows that ultrasonic extraction has a higher extraction rate than maceration, consumes less solvent, and is simple to operate.

Ma Mingyan et Mon - sunWei [11] ont utilisé l’extraction ionique par liquide assistée par ultrasons pour extraire la curcuma du curcuma, et ont déterminé la teneur en curcumine par chromatographie liquide haute performance en phase inverse. Les résultats expérimentaux ont montré que la récupération moyenne de la curcumine était de 98,31%, indiquant que la méthode est non seulement simple à utiliser, verte et non polluante, mais a également une efficacité d’extraction élevée et une bonne reproductibilité.

L’extraction accélérée par solvant (ASE) est une nouvelle technique d’extraction qui utilise un solvant pour extraire des analytes de matrices solides et semi-solides dans des conditions de température (50-200 °C) et de pression (6,89-20,7 MPa) accrues dans un récipient fermé. Il présente les avantages de gagner du temps, de consommer moins de solvants, d’avoir une efficacité d’extraction élevée, de pouvoir fonctionner dans une variété de modes, et d’automatisation des processus et d’autres avantages. Yadavet Al., et al.[12] [en]ont utilisé l’éthanol, l’acétate d’éthyle et l’acétone comme solvants d’extraction pour extraire la curcuma à l’aide de la technologie ASE. Les résultats ont montré que la pureté de la curcumine extraite avec l’acétone comme solvant d’extraction était la plus élevée, atteignant 46,2 %. Ceci est conforme aux avantages de la technologie ASE, qui est efficace et qui permet de gagner du temps.

Avec le développement rapide de la science et de la technologie modernes, la méthode d’extraction de la curcumine ne se limite plus à la méthode traditionnelle d’extraction par solvant organique. Parce que la curcumine est chimiquement instable et que le processus d’élimination des impuretés de la curcumine extraite par la méthode acide-base est encombrant, la méthode d’extraction acide-base n’est plus la meilleure méthode pour extraire la curcumine. L’extraction enzymatique est basée sur la méthode d’extraction acido-base, et l’ajout de cellulase, de pectinase, etc. accélère le taux d’extraction et raccourcit le temps d’extraction. Cependant, comme la méthode enzymatique nécessite des conditions douces, il est difficile de contrôler avec précision le pH du procédé et d’obtenir le meilleur taux d’extraction. Actuellement, l’extraction ultrasonique est la principale méthode pour extraire la curcuma du curcuma. Il présente l’avantage d’être facile à utiliser et très efficace, mais il n’est pas adapté à l’extraction à grande échelle. L’extraction accélérée par solvant peut améliorer les limites de l’extraction par ultrasons, qui ne convient qu’à une extraction à petite échelle. Cependant, comme cette méthode doit être effectuée dans des conditions à haute température, la structure de la curcumine est facilement détruite dans des conditions à haute température. Par conséquent, le développement d’une technologie d’extraction efficace et économique pour la production à grande échelle est la tâche principale dans le développement et l’utilisation de la curcumine.

1.2 séparation et préparation

La curcumine brute obtenue en extrayant le curcuma avec des solvants organiques contient un grand nombre d’impuretés telles que les sucres, les stérols et les acides gras, qui réduisent sa pureté et affectent la production et l’utilisation ultérieure. Par conséquent, la curcumine brute doit être encore séparée et purifiée. Les méthodes traditionnelles de séparation et de purification comprennent l’extraction par solvant organique, la précipitation acido-basique, la chromatographie sur colonne d’adsorption par charbon actif, l’adsorption par polyamide, la recryallisation et l’adsorption par résine macroporeuse.

Ces dernières années, l’utilisation répandue de la technologie d’impression moléculaire, de la technologie de séparation de la résine S-8 et d’autres techniques chromatographiques dans la séparation et la purification des composés a jeté les bases pour la sélection des méthodes de séparation et de purification de curcumine. Chen Lingtong [13] a comparé le rendement de la curcumine sous agitation magnétique et sous agitation mécanique, et a constaté que le rendement du brassage magnétique était plus élevé que celui du brassage mécanique. La température a été abaissée à une vitesse de 10 °C par minute, et sous agitation magnétique et avec l’addition de cristaux de graines, la curcumine a été purifiée par cristallisation de refroidissement, et les résultats ont montré que la pureté de la curcumine atteint 93,5% après une cristallisation et jusqu’à 99,8% après trois cristallisations. Ceci montre que le refroidissement lent et l’ajout de cristaux de semence peuvent améliorer considérablement la pureté des cristaux.

Zhou Peipei et Al., et al.[14] ont constaté dans une série d’expériences que la pureté des composés curcuminoïdes peut être augmentée de 25,28 % après purification avec la résine S-8, indiquant que la résine S-8 peut être utilisée pour la purification préliminaire des composés curcuminoïdes. Wang et al. [15] ont étudié la capacité de reconnaissance sélective de la membrane polymère imprimée moléculaire de la curcumine à la curcumine, à la déméthoxycurcumine et à la bisdéméthoxycurcumine, et ont constaté que la sélectivité de la membrane imprimée était significativement plus élevée pour la curcumine que pour la déméthoxycurcumine et la bisdéméthoxycurcumine. Cela indique que la membrane polymère à empreinte moléculaire de curcumine peut efficacement séparer et enrichir la curcumine, et est efficace, écologique et peu coûteux.

2 effets pharmacologiques

2.1 antitumorale

Curcumin is an important active ingredient in turmeric that exerts antitumor effects. According to research, the antitumor mechanism of curcumin includes the following three aspects: (1) inhibiting tumor cell proliferation and inducing apoptosis; (2) inhibiting tumor cell migration and invasion; (3) inhibiting tumor cell angiogenesis and other ways to achieve antitumor effects.

Chen Jiaquan et al. [16] ont étudié les effets de la curcumine à différents gradients de concentration sur la prolifération et la migration cellulaire des cellules cancéreuses de l’ovaire SKOV3, et ont mesuré la teneur en MMP-9 du milieu de culture de cellules cancéreuses de l’ovaire après traitement à la curcumine par ELISA. Les résultats ont montré que la curcumine présentait une inhibition dépendante du temps et de la concentration des cellules cancéreuses de l’ovaire. On suppose que l’effet inhibiteur de la curcumine sur la prolifération et la migration des cellules cancéreuses de l’ovaire pourrait être lié à l’induction de l’apoptose dans les cellules cancéreuses et à l’inhibition de l’expression du MMP-9. Il a été rapporté que l’effet inhibiteur de la curcumine sur la prolifération, la migration et l’invasion des cellules cancéreuses du sein pourrait être lié à sa dérégulation du miR-7641 et à la promotion de l’expression PTPN14 [17].

Tang et al. [18] ont étudié expérimentalement l’intervention combinée de la curcumine et du polysaccharide d’astragale dans les tumeurs orthotopiques HCC chez des souris nues dérivées de cellules HepG2. Les résultats ont montré qu’après l’intervention, le tissu tumoral avait des vaisseaux sanguins clairsemés avec peu de branches, une forme régulière avec des parois vasculaires intactes, et des cellules endothéliales vasculaires étroitement disposées, et les vaisseaux sanguins des tissus tumoraux avaient tendance à se normaliser. Cela indique que la curcumine non seulement inhibe l’angiogenèse, mais induit également la normalisation des vaisseaux sanguins tumoraux et améliore la structure morphologique des vaisseaux sanguins tumoraux. De plus, la curcumine peut également inhiber la croissance tumorale en inhibant l’activation de NF - b et de STAT3 en association avec le célécoxib, ce qui permet d’obtenir une activité anti-tumorale [19].

2.2 anti-inflammatoire

L’inflammation est principalement due à différents degrés de stimulation induits par des facteurs biologiques ou chimiques, tels que les brûlures, les infections et la corrosion causée par des Les agentschimiques [20]. Sordllo et Helson [21] [en]ont montré que la curcumine peut inhiber l’activité des cytokines pro-inflammatoires interleukine-1, interleukine-6, et le facteur de nécrose tumorales -α, bloquer la libération de facteurs inflammatoires cellulaires, pour obtenir un effet anti-inflammatoire. Bao Cai-cai et al. [22] ont observé l’effet anti-inflammatoire de la curcumine sur l’encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE) chez la souris. Les résultats ont montré que la curcumine peut atténuer les lésions de la fonction nerveuse au cours d’eae, réduire la régulation de la réponse inflammatoire périphérique et centrale au cours d’eae, et augmenter la régulation de l’expression d’atg-5 et de LC3- et le niveau d’autophagie des cellules nerveuses centrales dans le système nerveux central, pour obtenir l’effet suppresseur de la curcumine sur la réponse inflammatoire dans le processus EAE.

Qian et al. [23] ont préparé une série de nouveaux analogues de dicarbonyle curcuinique (acs) et évalué leurs propriétés anti-inflammatoires. Les résultats préliminaires ont montré que la plupart des composés pouvaient effectivement inhiber la production du facteur de nécrose tumorales (TNF)-α induit par la LPS et de l’interleukine-6 (IL-6), inhibant ainsi l’apparition de réactions inflammatoires. De plus, la curcumine peut également avoir un effet anti-inflammatoire sur les rats atteints de polyarthrite rhumatoïde en améliorant la rhéologie sanguine anormale et en inhibant l’expression des facteurs inflammatoires [24].

2.3 anti-fibrose

La curcumine peut également exercer des effets de fibrose anti-pulmonaire, de fibrose anti-hépatique, de fibrose anti-cardiaque et de fibrose anti-rénale par différentes voies, et est largement utilisée dans le traitement clinique [25]. Il a été signalé que la curcumine peut induire l’apoptose des fibroblastes pulmonaires en favorisant la libération de facteurs inducteurs d’apoptose à partir des mitochondries, réalisant ainsi l’effet de la fibrose anti-pulmonaire [26]. Han Gang et al. [27] ont constaté que les dispersions solides de curcumine peuvent inhiber efficacement les activités de l’alanine aminotransférase (ALT) et de l’aspartate aminotransférase (AST) dans le sérum de souris, réduire efficacement les lésions hépatiques aiguïes chez les souris causées par le tétrachlorure de carbone, améliorer le degré de lésions hépatiques et avoir des effets hépatoprotecteurs importants. La curcumine peut également réduire l’expression des iNOS,réalisant ainsi la curcumine et#39; S effet protecteur contre la toxicité hépatique et rénale induite par le sélénium [28], empêchant ainsi les lésions hépatiques de progresser vers la fibrose hépatique [29].

La curcumine peut également exercer un effet anti-fibrose du myocarde en équilibrant la dégradation et la synthèse du collagène après un infarctus du myocarde [30]. De plus, la curcumine a un effet bidirectionnel sur les cellules épithéliales tubulaires rénales. La curcumine peut considérablement favoriser la prolifération des cellules épithéliales tubulaires rénales humaines (HKC) et maintenir son phénotype dans la gamme de concentration de 3,125 à 25.000 μmol/L. Il peut résister à la transformation induite par TGF-β1 de HKC en cellules fusières, inhiber l’expression du collagène épithélial TGF-β1 et de type I sur les cellules, et favoriser l’expression de la protéine morphogénétique osseuse (BMP-7), qui empêche efficacement la fibrose rénale; Cependant, des concentrations élevées de curcumine (100 000 μmol/L) ont un effet inhibiteur sur la prolifération de la HKC [31].

2.4 abaisser les lipides sanguins

La dyslipidémie est un facteur de risque majeur de maladie coronarienne. Des études ont montré que la curcumine peut réduire de manière significative le cholestérol total (TC), les triglycérides (TG) et le cholestérol de lipoprotéines de basse densité (LDL-C), et augmenter le cholestérol de lipoprotéines de haute densité (HDL-C) niveaux [32]. Il a été rapporté que la curcumine a un effet hypocholestérolémiant significatif, et son mécanisme d’action peut être lié à l’inhibition du corps et#39; S absorption du cholestérol et de promouvoir le corps ' S dégradation du cholestérol [33]. Selon une recherche de Xiaobing Dou [34], le mécanisme de curcumin&#L’ effet hypolipidemique est lié à l’ augmentation de l’ activité de la phtalylcoenzyme A réductase hépatique et à l’ amélioration du métabolisme des acides gras.

2.5 Cardioprotection

Un grand nombre d’études sur les maladies cardiovasculaires ont montré que la curcumine A un effet anti-myocardique significatif. Liu Liuet al. [35] ont constaté que la curcumine peut améliorer de manière significative les lésions myocardiques induites par la microembolie coronarienne (CME), et que le mécanisme peut être lié à l’inhibition de l’apoptose des cellules myocardiques et à l’apparition de la myocardite médiée par la voie de signalisation TLR4/MyD 88/NF - b. Ma Rongzhen et al. [36] ont établi un modèle de sepsis en ligatant et en perforant le cécum de souris et ont étudié l’effet cardioprotecteur du prétraitement de la curcumine chez les souris septiques. Les résultats ont montré que le prétraitement de la curcumine peut inhiber les dommages dus au stress oxydatif et l’apoptose dans le tissu myocardique en activant la voie de signalisation SIRT1, améliorant ainsi les dommages myocardiques causés par la septicémie. Cela montre que la curcumine peut protéger le cœur en activant la voie de signalisation SIRT1 pour inhiber les dommages de stress oxydatif et l’apoptose.

Yao Bohua et Jiang Weihong [37] ont constaté dans des expériences animales que la curcumine post-traitement peut augmenter significativement l’activité et l’expression de l’hémie oxygénase 1 (HO-1), et peut inhiber significativement les dommages de stress oxydatif myocardique après ischémie /reperfusion myocardique (I/R) blessure. Indiquant que la curcumine peut atténuer I/R par son effet antioxydant, et que son mécanisme d’action peut être lié à une augmentation de l’activité et de l’expression de la protéine HO-1. En outre, la curcumine peut également améliorer efficacement la dysfonction cardiaque causée par un traumatisme mécanique en inhibant la réponse inflammatoire systémique, en réduisant la réponse au stress oxydatif et en abaissant les niveaux de Ca2+ [38].

2.6 autres

Des études pharmacologiques modernes ont constaté que la curcumine, en plus des effets antitumoraux, anti-inflammatoires, antioxydants, anti-fibrose, cardioprotecteurs et lipidiques susmentionnés, a une variété d’effets pharmacologiques tels que l’antioxydant, l’anti-anxiété, la neuroprotection, la protection du foie et l’amélioration du déséquilibre de la flore intestinale [39-46].

3 recherche d’application

Curcumin not only prevents and treats many diseases, but also has good development prospects in the food additive, health product, and cosmetic industries [47-49]. Curcumin is a green and natural food preservative that is non-toxic and harmless, and has antibacterial, antioxidant, and other preservation Les effets[50]. Wang Yixin et al. [51] studied the combined bacteriostatic effect of curcumin and piperine, and the results showed that the bacteriostatic zone was largest when the curcumin-piperine ratio was 40:1, the minimum inhibitory concentration (MIC) was reduced, the bacteriostatic pH range was wider, and the preservation time was significantly extended. This indicates that curcumin is a natural food preservative.

4 résumé et perspectives

La faible stabilité et la faible polarité de la curcumine réduisent considérablement sa biodisponibilité, ce qui en fait un défi majeur pour développer de nouvelles formes posologiques de la curcumine. Par conséquent, la recherche sur l’amélioration de la biodisponibilité et de la stabilité de la curcumine à l’aide de technologies modernes est devenue un point chaud universitaire. Il a été rapporté que la teneur en curcumine dans le précipité produit après la dispersion de l’auto-nanoémulsion de curcumine (Cur-SNEDDS) dans le liquide gastro-intestinal artificiel est d’environ 95% de la matière première de curcumine, et la forme cristalline est modifiée sans changer la structure chimique, de sorte que la curcumine se produit dans le système de dispersion avec des forces intermoléculaires principalement à base de liaison d’hydrogène, améliorant considérablement la libération in vitro et l’absorption intestinale de curcumine [52].

En outre, les technologies pharmaceutiques modernes telles que la nanotechnologie, l’encapsulation, les microcapsules, les liposomes et les formulations ciblées peuvent également améliorer considérablement la stabilité des composés et améliorer la biodisponibilité des médicaments. Il a été rapporté dans la littérature que les systèmes d’administration de médicaments auto-nanoémulsifiants solides (S-SNEDDS) peuvent également améliorer efficacement la biodisponibilité orale de la curcumine et accélérer la prévention de la douleur neuropathique chez les rats [53]. Wen Nanchuan et al. [54] ont préparé des nanoparticules à libération soutenue de dimère de curcumine et ont étudié les effets de différents rapports de masse entre le médicament et le polymère et d’autres facteurs sur les propriétés des nanoparticules. Les résultats ont montré que les nanoparticules à libération prolongée de dimère de curcumine ont non seulement une efficacité de charge de médicament très élevée, ce qui améliore la stabilité de la curcumine, mais également obtenir l’effet de libération prolongée de médicament, fournissant une base scientifique pour la recherche de nouvelles formes posologie de curcumine.

Curcumin nanoparticles encapsulated by microcapsules not only have good stability, but are also more easily absorbed and utilized, and effectively colored, providing a scientific basis for the development of curcumin formulations [55]. Cai Meihong and Liu Xiangdong [56] found that curcumin combined with hyaluronic acid-modified ethanol-based liposomes can effectively relieve psoriasis through regulating the immune system, regulating the expression of NF-κB mRNA, immunoglobulin IgA and IgG, and the content of IL-2 and IL-4 in lesional tissue. Studies have also shown that curcumin TPP-PEG-PCL nanomicelles with small particle sizes, good stability, good mitochondrial targeting and “lysosomal escape” function can significantly enhance the pro-apoptotic effect of the drug on tumor cells and greatly improve the bioavailability of curcumin [57].

À l’heure actuelle, bien qu’il y ait eu de nombreux rapports sur les effets de différentes nouvelles technologies sur la stabilité et la biodisponibilité de la curcumine, en raison de la composition chimique complexe du curcuma, il est difficile pour les méthodes existantes d’extraction et de séparation de répondre à la nature instable de la curcumine quand exposé à la lumière et à la chaleur. Par conséquent, il est urgent de rechercher et de développer des techniques d’extraction et de séparation qui répondent aux propriétés chimiques spéciales de la curcumine et de les appliquer à la production de masse. Le processus d’absorption et d’utilisation de la curcumine dans le corps est complexe et il existe de nombreux facteurs qui affectent sa biodisponibilité. La plupart des études ont été limitées à des expériences in vitro, de sorte que le mécanisme d’absorption et d’utilisation de la curcumine dans le corps en combinaison avec de nouvelles techniques de préparation doit être exploré plus avant.

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