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japonaisComment extraire la proanthocyanidine de la canneberge?
Les canneberges (Vaccinium)macrocarponn), également connues sous le nom de baies d’abeilles, sont des plantes herbacées de lA AAAAafamille des éricacées. Ils sont largement cultivés dans certaines parties de l’amérique du nord, Et etil y a beaucoup de canneberges sauvages en Chine et#39; les montagnes du grEt en plusKhingan. Ils sont cultivés sur une superficie d’envirSur le3000 à 4000 hm2 à Fuyuan, dans la Province du Heilongjiang. Les canneberges sont connues pour leur teneur élevée en vitamine C CEt etleur valeur médicinale [1]. La recherche a révélé que les proanthocyanidines dans les canneberges ont des fonctions telles que l’anti-oxydatiSur leEt etl’élimination des radicaux libres, Et etsont largement utilisés dans les aliments, les cosmétiques, les produsonpharmaceutiques Et etd’autres domaines [1-2].
La proanthocyanidine (PC) est un composé polyphénolique formé par la combinaison de différentes quantités de catéchines ou d’épicatéchines. On le trouve couramment dans les plantes Et etc’est un antioxydant naturel que l’on trouve dans les tiges des plantes [2]. On l’appelle aussi tandanscondensé. Au 21e siècle, avec le développement de la biomédecine et de la nutrition, la recherche et l’application de la proanthocyanidine a reçu une attention plus large. Le 7 décembre 2021, une équipe de recherche chinoise a extrait la proanthocyanidine C1 de graines de raisdansspécifiques, qui peuvent efficacement éliminer les cellules senescentes [3] [traduction].
Des chercheurs nationaux et étrangers ont découvert que les anthocyanes dans les canneberges ont les fonctions de prévention des infections des voies urinaires, d’inhibition des bactéries orales, anti-tumeur et anti-oxydation, etc., et ont de larges perspectives d’application [4] [traduction]. Cet article passe en revue le processus d’extraction et de purification et les fonctions des proanthocyanidines de la canneberge, fournissant une base théorique pour le développement et l’utilisation ultultaires des proanthocyanidines de la canneberge.
1 technologie d’extraction des proanthocyanidines de canneberge
Avec l’approfondissement de la recherche sur les proanthocyanidines de canneberge, il existe de plus en plus de méthodes d’extraction pour les proanthocyanidines de canneberge. Actuellement, les principales méthodes d’extraction utilisées au pays et à l’étranger sont l’extraction à l’éthanol, l’extraction à contre-courant et l’extraction assistée par ultrasons.
1.1 extraction d’éthanol
La méthode d’extraction de l’éthanol est une méthode courante pour extraire les ingrédients actifs des plantes. L’éthanol est utilisé comme solvant organique pour dissoudre les ingrédients actifs de la plante dans l’éthanol, et les ingrédients souhaités sont obtenus par évaporation de l’éthanol. Ke Chunldanset Al., et al.[5] ont utilisé la méthode d’extraction à l’éthanol pour extraire les proanthocyanidines de la canneberge et ont mesuré leur activité antioxydante dans une expérience antioxydante dansvitro. L’expérience a révélé que les conditions optimales d’extraction des proanthocyanidines de canneberge étaient une concentration d’éthanol de 65%, un rapport matière/liquide de 1:15 (g/mL), un temps d’extraction de 30 min et une température d’extraction de 70 °C. Le temps de travailIl a également été constaté que l’extrait de proanthocyanidine de canneberge avait de bonnes capacités de récupération et de réduction des anions de superoxyde. La méthode d’extraction de l’éthanol est simple à utiliser et peu coûteuse, mais elle présente également certaines limites.
Par exemple, l’éthanol a une solubilité limitée pour certains ingrédients actifs, ce qui peut affecter l’effet d’extraction et peut entraîner l’inactivation ou la dégradation de certains ingrédients actifs.
1.2 extraction à contre-courant
L’extraction à contre-courant est une technique commune d’extraction et de séparation qui utilise le principe du mouvement simultané mais opposé du matériau et du solvant pour séparer la substance désirée. Par rapport aux méthodes existantes, l’extraction à contre-courant présente les avantages d’un traitement simple des matériaux, d’une économie de solvants, d’une efficacité d’extraction élevée et d’un faible coût, ce qui la rend adaptée à la production industrielle. Ji Jinjun [6] a décrit un procédé de préparation d’un extrait de proanthocyanidine de canneberges, dans lequel des frusonde canneberge sont prélevées, broyées, et une solution d’éthanol avec un pH de 1,0 à 3,0 et une fraction massique de 65% à 85% est ajouté, et le mélange est extrait à contre-courant à 30 à 60 °C pendant 4 à 6 h, filtré, et le filtrat collecté et concentré pour obtenir un extrait de proanthocyanidine de canneberges. Cette méthode brevetée d’extraction à contre-courant permet d’extraire plus complètement les composants proanthocyanidine des canneberges.
1.3 méthode de dégraissage et d’extraction au solvant organique
Les solvants organiques peuvent dissoudre les lipides dans les plantes, et les lipides dans l’extrait de la plante sont éliminés par évaporation. Pendant le dégraissage, le solvant organique entre en contact avec l’huile à la surface du matériau par diffusion, dissolvant l’huile dans le solvant. Le solvant et l’huile dissoute sont ensuite retirés de la surface du matériau par lavage ou par volatilisation afin d’atteindre le but du dégraissage. Le dégraissage et l’extraction au solvant organique présentent les avantages suivants: vitesse de dégraissage rapide et peu ou pEn tant quede corrosion du substrat, mais présentent également certains inconvénients, tels que le dégraissage incomplet, les solvants inflammables, explosifs et toxiques, qui nécessitent une attention particulière à la sécurité d’utilisation; Les solvants sont volatils et peuvent polluer l’environnement. Shi Tong et Al., et al.[7] ont placé les canneberges dans une solution d’extraction contenant 70% d’acétone, 30% de méthanol et 0,1 g/100 mL d’acide citrique, puis ont ajouté un solvant organique liposoluble, l’éther de pétrole, pour le dégraissage. Un extrait de canneberge a été obtenu. Le rapport volumique de l’extrait de canneberge au solvant organique liposoluble était de 1:1-1:3. Ce processus d’extraction peut augmenter considérablement le taux d’extraction des proanthocyanidines.
1.4 méthode d’extraction assistée par ultrasons
La méthode d’extraction assistée par ultrasons présente les caractéristiques d’un taux d’extraction élevé et d’un fonctionnement simple. A l’aide d’un solvant organique, le taux d’extraction est encore plus élevé. Lors de l’extraction des proanthocyanidines, les ultrasons produisent de fortes vibrations mécaniques et de l’énergie thermique. Ces vibrations peuvent agir sur le tissu de la canneberge, provoquant le déplacement de particules, la collision et le cisaillement, augmentant ainsi la surface du tissu de la canneberge; La production d’énergie thermique augmente la température, ce qui contribue à modifier la solubilité et le taux de diffusion des proanthocyanidines et favorise leur dissolution et leur extraction dans le solvant. L’augmentation de la surface de contact entre le solvant et les proanthocyanidines de canneberge est bénéfique pour la dissolution et la libération des proanthocyanidines [8].
QiunYuling et al. [9] ont utilisé une méthode d’extraction assistée par ultrasons pour extraire les proanthocyanidines de la canneberge. Lorsque l’extraction a été effectuée par ultrasons pendant 40 minutes, à une température de 70 °C, un rapport matière/liquide de 1:20, et une fraction volumique d’éthanol de 50%, le rendement en proanthocyanidines a été le plus élevé, atteignant 11,65%. Wang Kaiyin [10] a utilisé une combinaison d’ultrasons et d’extraction au solvant pour extraire les proanthocyanidines. Après optimisation et vérification, les conditions optimales du procédé ont été déterminées comme étant une concentration d’éthanol de 70%, un rapport matérial-liquide de 1:20 (g/mL), une puissance ultrasonore de 180 W, une température ultrasonore de 75 °C et un temps ultrasonore de 50 min, avec un taux d’extraction de la proanthocyaniïne de 2,0278%.
2. Purification et séparation des proanthocyanidines de canneberge
Les proanthocyanidines extraites des canneberges contiennent une variété d’impuretés et doivent être purifiées. Les principales méthodes de purification des proanthocyanidines de canneberge comprennent la méthode de résine macroporeuse, la méthode de séparation et de filtration sur membrane, et la méthode de chromatographie sur gel.
2.1 méthode de résine macroporeuse
La résine macroporeuse est un copolymère polymère organique avec une grande structure interstitielle. C’est un type d’adsorbant synthétique avec des propriétés de sélectivité et d’adsorption en raison de sa structure tridimensionnelle poreuse. La méthode de résine macroporeuse présente les caractéristiques d’une grande capacité d’adsorption et d’un taux d’élution élevé, et est principalement utilisée dans le traitement des eaux usées industrielles, la purification des vitamines et les processus de décoloration des produits chimiques. He Xinhua et al. [11] ont utilisé une colonne de résine macroporeuse HPD600 pour purifier et séparer les proanthocyanidines des résidus de canneberge. Le procédé optimal consistait à charger la colonne avec 500 mL de résine, la solution de l’échantillon était de 10 mg/mL,le débit d’élution était de 2,0 BV/h, et l’éluat était recueilli, concentré et séché après avoir été résolu dans 600 mL d’éthanol à 75%. Le processus de purification et de séparation des proanthocyanidines de canneberge peut être utilisé pour purifier les proanthocyanidines de canneberge avec une pureté de ≥95%, et le rendement des proanthocyanidines de canneberge est de 1,5%.
2.2 séparation et filtration des membranes
La séparation et la filtration de la Membrane peuvent être effectuées à température ambiante et à basse pression, et se caractérisent par un rendement élevé et des économies d’énergie. La séparation membranaire est un processus dynamique de flux croisé, dans lequel la purification et la séparation ont lieu lorsque les macromolécules sont bloquées par la Membrane. A un pH de 2,54 dans le jus de canneberge, les proanthocyanidines et les anthocyanes sont chargées positivement, car elles migrent toujours en direction de la cathode. En utilisant la configuration 2 du système de filtration membranaire, les proanthocyanidines et les anthocyanes migrent encore plus fortement. Le jus de canneberge concentré a une saveur plus intense que le jus non traité. Les Les fractionsmassiques totales de proanthocyanidines et d’anthocyanines dans le jus de cannebanne traité avec le système de filtration membranaire ont augmenté respectivement de 34,8 % et de 52,9 %. En outre, la capacité antioxydante du jus de canneberge concentré a été augmentée de 18% par la séparation et la filtration sur membrane. La séparation et la filtration sur Membrane peuvent être utilisées pour enrichir des substances phénoliques dans le jus de canneberge [12].
2.3 chromatographie sur Gel
La chromatographie sur Gel est une méthode de purification et de séparation mise au point au début des années 1960. Il est basé sur l’effet d’exclusion de matériaux de gel poreux sur des molécules de différentes tailles pour réaliser la séparation. Elizra [13] a utilisé une colonne de chromatographie en gel Sephadex LH-20 pour séparer et purifier les proanthocyanidines des pépins de raisin par élution par gradient avec du méthanol. Extrait avec des solvants organiques de différentes polarités. Les effets antioxydants et non enzymatiques inhibiteurs de la glycation de l’extrait d’acétate d’éthyle étaient les plus forts. Parmi les composants séparés à l’aide de résine macroporeuse, l’activité antioxydante et les effets non enzymatiques inhibiteurs de la glycation de l’éluat à 30% d’éthanol étaient plus élevés que ceux des autres composants séparés. La chromatographie sur Gel peut également être utilisée pour extraire des proanthocyanidines des canneberges, mais cela a été rapporté moins fréquemment.
3 fonctions des proanthocyanidines de canneberge
Les canneberges ont de nombreuses fonctions bénéfiques pour le corps humain. Des composés phénoliques ont été isolés à partir d’extraits de canneberge et étudiés, et on en déduit que les proanthocyanidines de canneberge ont des propriétés antibactériennes, anti-adhérence, anti-oxydantes et anti-inflammatoires [14-15].
3.1 antibactérien
Des études ont montré que les proanthocyanidines des canneberges peuvent inhiber l’adhésion de la P-fimbriated Escherichia coli à l’épithélium urinaire, prévenant ainsi les infections des voies urinaires [16]. Wang et al. [17] ont effectué une recherche systématique dans MEDLINE, EMBASE et le registre Cochrane des essais contrôlés, et ont constaté que les canneberges ont été utilisées traditionnellement pour prévenir les infections des voies urinaires. Babar et al. [18] ont recruté 145 femmes ayant des antécédents d’infections récurrentes des voies urinaires et ont affecté au hasard les sujets à consommer soit une dose élevée de proanthocyanidines normalisées de canneberge, soit une faible dose du témoin pendant 24 semaines.
Les résultats ont montré qu’une dose élevée de proanthocyanidines peut avoir un effet préventif sur la récurrence des infections symptomatiques des voies urinaires chez les femmes qui ont moins de 5 infections par an. Les preuves cliniques actuelles suggèrent que la consommation de canneberges peut empêcher les bactéries d’adhérer aux cellules épithéliales urinaires, réduisant ainsi les symptômes liés à l’infection des voies urinaires; Il peut également réduire les symptômes liés à l’infection des voies urinaires en inhibant la réponse de la cascade inflammatoire, qui est une réponse immunitaire à l’invasion bactérienne [19] [traduction].
Les ingrédients naturels non toxiques et très efficaces présents dans les plantes, tels que les proanthocyanidines et les flavan-3-ols, peuvent avoir un effet anti-inflammatoire sur la parodontite [20-21]. La colonisation du tissu sous-gingival par Porphyromonas gingivalis est une première étape clé dans le développement de la parodontite. Des études ont montré que les proanthocyanidines de canneberge, bien qu’elles ne puissent pas tuer Porphyromonas gingivalis ou inhiber sa croissance ou sa reproduction, peuvent fortement inhiber la formation de biofilms gingivaux, réduisant ainsi la capacité des bactéries à coloniser les gencives. Des proanthocyanidines ont été isolées à partir de l’extrait de racine de géranium et comparées à l’extrait entier. Les résultats ont montré que les proanthocyanidines de canneberge ont une capacité antioxydante plus forte que l’extrait de racine et présentent des effets antibactériens uniques [22]. Les chercheurs ont extrait des proanthocyanidines des graines de raisin et ont démontré que les proanthocyanidines ont un effet thérapeutique significatif sur la parodontite expérimentale induite par l’endotoxine (Escherichia coli) chez le rat [23] [en].
3.2 lutte contre le cancer
Des études ont montré que les canneberge peuvent être utilisées comme agent chimiopréventif pour réduire le risque de cancer en inhibant les processus oxydatifs et inflammatoires dans les cellules. Ils ont également une activité anticancéreuse potentielle, car ils peuvent inhiber la prolifération cellulaire et l’angiogenèse, induire l’apoptose et réduire la capacité des cellules tumorales à envahir et à métastaser [24] [traduction]. Zulfiqar et al. [25] ont montré que les proanthocyanidines peuvent être utilisées comme agent thérapeutique. Les proanthocyanidines de canneberge ont des propriétés anticancéreuses significatives, et une extraction plus poussée des proanthocyanidines de canneberge peut traiter le cancer de l’ovaire par des doses combinées ou uniques.
3.3 anti-âge
La Nutrition joue un rôle important dans le vieillissement. Par conséquent, l’absorption et le métabolisme des nutriments, ainsi que l’alimentation, sont des facteurs importants qui influencent les maladies liées au vieillissement. En raison de facteurs tels que les interactions entre les médicaments et les nutriments, les maladies liées au vieillissement et les facteurs socio-économiques, les besoins nutritionnels des personnes âgées sont différents de ceux des jeunes [26]. Les chercheurs ont examiné si le concentré de cannecanneberge(CBC), qui est riche en proanthocyanidines (PACs) de type A, A,A,A,A des effets anti-âge et de régulation de l’état redox, et les ont comparés aux effets de l’extrait de pépite de raisin (GSE), qui est riche en PACs de type B. Les droits de l’hommeces résultats fournissent des preuves in vivo novatrices que, par rapport au GSE bien connu de type b riche en PACs, le CBC de type A riche en PACs A un potentiel significatif de régulation du statut anti-âge et redox[27].
3.4 prévention des maladies cardiovasculaires
La santé vasculaire est essentielle dans la société moderne, et l’utilisation de médicaments pour traiter les problèmes vasculaires est une approche de routine pour le traitement des problèmes de tension artérielle. Des chercheurs ont mené des expériences sur des personnes d’âge moyen obèses et ont démontré que les facteurs de risque de maladies cardiovasculaires émergentes peuvent être modifiés par une intervention à base alimentaire avec du jus de canneblette [28]. Thim6teo et coll. [29] ont constaté que les produits de canneberge peuvent améliorer de façon significative plusieurs indicateurs du risque cardiovasculaire et des symptômes tels que les molécules d’adhésion, l’homocystéine et la raideur artérielle, en se basant sur des interventions primaires qui prennent en compte d’autres marqueurs du risque cardiovasculaire.
Un nombre croissant de recherches suggère que les polyphénols peuvent réduire le risque de maladies cardiovasculaires en augmentant la résistance des lipoprotéines de basse densité à l’oxydation, en inhibant l’agrégation plaquettaire, en abaissant la pression artérielle, et par d’autres mécanismes anti-thrombotiques et anti-inflammatoires [30-31]. Bien que la plupart de ces études soient dérivées d’études in In vitroet de modèles animaux, la recherche a montré que ces produits phytochimiques sont biodisponibles et biologiquement actifs. D’autres recherches sont nécessaires sur la biodisponibilité et le métabolisme des polyphénols de la canneberge et sur la relation entre la dose et la durée d’utilisation de la canneberge pour mieux comprendre leurs effets sur les facteurs de risque de maladies cardiovasculaires, en particulier sur les paramètres cliniquement significatifs comme l’inflammation, la résistance à l’insuline, la réactivité vasculaire et le remodelage vasculaire [32].
3.5 antioxydant
Des études ont montré que les proanthocyanidines ont 20 fois le pouvoir antioxydant de la vitamine E et 50 fois celui de la vitamine C. les proanthocyanidines aident à protéger le corps contre les dommages du soleil, améliorent la vue, augmentent la flexibilité des tissus du corps tels que les articulations, les artères et le cœur, et améliorent la circulation sanguine en renforçant les capillaires, les artères et les veines [33].
Dans un modèle cellulaire, des cellules ARPE-19 ont été irradiées avec de la lumière bleue à une longueur d’onde de 450 nm pendant 10 h, et la viabilité cellulaire ou le taux de prolifération a été évalué à l’aide de l’essai MTT (effet réparateur). L’étude a prouvé que l’extrait de jus de canneberge traité à différentes doses (5-50 μg/mL) contenant des proanthocyanidines de jus de canneberge peut présenter une meilleure activité de récupération des radicaux libres, protégeant ainsi efficacement les cellules ARPE-19 et empêchant la progression de la dmla. Le jus de cannecannebergea un effet sur les cellules épithéliales pigmentaires de la rétine humaines exposées à la lumière bleue, et les cellules ARPE-19 imitent la dégénérescence maculaire liée à l’âge [34].
4 perspectives
Les chercheurs ont analysé les avantages et les inconvénients des méthodes d’extraction et de purification des proanthocyanidines dans les canneberges, ainsi que le rapport d’extraction optimal, pour améliorer le taux d’extraction des proanthocyanidines dans les canneberges. La prochaine étape consiste à renforcer la recherche sur les procédés d’extraction et de purification, et à effectuer des recherches fonctionnelles surProanthocyanidines dans les cannebergesDes aspects des propriétés antibactériennes et antifonctionnelles, afin de développer continuellement leurs fonctions et de les appliquer au jus de canneberge et à divers aliments non de base, favorisant ainsi le développement de l’industrie.
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