Comment séparer le ginsénoside de l’extrait de Ginseng?

Le Ginseng est la racine séchée de la plante Panax Ginseng C.A. Mey, qui est principalement produite dans les montagnes Changbai de Jilin, Liaoning, Heilongjiang, Hebei, Shanxi et d’autres endroits en Chine. C’est une plante médicinale chinoise traditionnelle et précieuse. La recherche moderne a montré que plus de 40 monomères de ginsenoside ont été isolés et identifiés dans le ginseng, suivi par des polysaccharides de ginseng, des acides aminés, des protéines, ginseng diol, ginsenoside, et d’autres ingrédients actifs. Parmi ceux-ci, les ginsénosides sont l’un des principaux ingrédients actifs dans le ginseng, et ont des activités pharmacologiques telles que la protection de la fonction cardiaque, l’abaissement de la glycémie, anti-oxydation, anti-fatigue, et anti-tumeur [1-3]. Le choix d’une méthode d’extraction et de séparation raisonnable pour obtenir des ginsénosides de haute qualité est devenu un point chaud de la recherche.

Selon les rapports de la littérature [4-5], les méthodes traditionnelles d’extraction et de séparation, telles que la décoction, la percolation, l’extraction Soxhlet et la chromatographie sur colonne, ont joué un rôle important dans le développement de l’industrie pharmaceutique de la médecine traditionnelle chinoise. Cependant, ces méthodes présentent toutes des problèmes à des degrés divers, tels que des cycles d’extraction longs, une perte élevée d’ingrédients efficaces et une faible efficacité d’extraction. Avec le développement continu de la science et de la technologie modernes, de nombreuses nouvelles techniques d’extraction et de séparation ont vu le jour, telles que la technologie d’extraction supercritique du dioxyde de carbone, la technologie d’extraction assistée par micro-ondes et la technologie d’extraction par ultrasons [6-7]. L’utilisation de ces techniques réduit non seulement les coûts de production, mais améliore également les rendements, fournissant des conseils techniques pour l’industrialisation, la précision et l’automatisation du ginseng.

1 méthodes d’extraction

Afin de résoudre les nombreux problèmes dans l’extraction du ginseng, ces dernières années, la recherche sur de nouvelles techniques d’extraction de la médecine traditionnelle chinoise a été très active en Chine, et des progrès considérables ont été réalisés. Ces techniques extraient non seulement la quantité maximale de ginsénosides du ginseng, mais évitent également les problèmes tels que la perte de ginsénosides et la dissolution des ingrédients inactifs.

1.1 méthode d’extraction par micro-ondes

L’extraction par micro-ondes présente les avantages d’un équipement simple, d’un gain de temps, d’un taux d’extraction élevé, d’un faible investissement, d’une économie de solvants et d’une faible pollution. Liu Yonglian [8] et al. ont utilisé l’extraction par micro-ondes pour extraire les ginsénosides des racines de ginseng américain séchées, et ont constaté que le rendement des ginsénosides était aussi élevé que 5,53%, ce qui était 29% plus élevé que celui de l’extraction par reflux d’éthanol, et le temps d’extraction était 2% de celui du reflux d’éthanol.

Une autre expérience [9] a confirmé que le taux d’extraction des ginsénosides par extraction micro-ondes était de 8%, soit 2,67 fois celui de la méthode classique de reflux. Zhang Jing et al. [10] ont utilisé l’extraction par micro-ondes pour extraire les ginsénosides avec un taux d’extraction de 5,25%, ce qui était 1,67 fois celui de la méthode classique de reflux. Song Yahui [11] et d’autres ont utilisé l’extraction par micro-ondes pour extraire les ginsénosides, et les résultats ont confirmé que le taux d’extraction des ginsénosides sous cette méthode était d’environ 8%, tandis que la méthode de reflux était de 3,27%. Il est à noter que l’extraction par micro-ondes ne convient qu’aux produits stables à la chaleur. Pour les substances sensibles à la chaleur, le chauffage par micro-ondes peut entraîner la dénaturation ou même l’inactivation de ces ingrédients.

1.2 méthode d’extraction par ultrasons

La méthode d’extraction par ultrasons utilise une petite quantité de solvant, a une efficacité d’extraction élevée et n’affecte pas l’activité des ginsénosides. Ji Xiaohui [12] et d’autres ont utilisé l’extraction ultrasonique pour extraire le ginsenoside Re des tiges et des feuilles du ginseng américain, et le taux d’extraction était de 2,77 %, ce qui est environ 1,2 fois celui de la méthode classique d’extraction à l’eau. Zheng Yi [13] et d’autres ont utilisé une méthode ultrasonique pour extraire les ginsénosides, avec un taux d’extraction de 8,13%, ce qui est beaucoup plus élevé que les 5,01% de la méthode d’extraction traditionnelle. Jin Daming [14] et d’autres ont utilisé une méthode ultrasonique pour extraire les ginsénosides, en utilisant une méthode de conception composite centrale pour déterminer les conditions optimales d’extraction: concentration d’éthanol 64%, temps ultrasonique 108min, rapport de solvant 26mL/g. Le taux d’extraction total du ginseng saponine dans ces conditions était de 5,23%, ce qui confirme que cette méthode présente les avantages d’un taux d’extraction élevé et une faible consommation d’énergie par rapport aux autres méthodes traditionnelles.

1.3 méthode d’extraction par fluide supercritique

La technologie d’extraction par fluide supercritique est une nouvelle méthode d’extraction non toxique, n’utilisant pas de solvants résiduels, peu coûteuse et permettant d’économiser de l’énergie. Zhang Le [15] a utilisé la technologie d’extraction par fluide supercritique pour extraire les ginsénosides en raison de leur faible polarité. Le taux d’extraction des ginsénosides s’est avéré être d’environ 2,76%, ce qui était légèrement inférieur à la méthode classique d’extraction par reflux (3,26%). Bien que cette méthode soit plus difficile à extraire des saponines hautement polaires, elle présente les avantages de moins de pollution et aucun résidu de solvant lors de l’extraction de saponines rares à faible polarité, ce qui est respectueux de l’environnement et incomparable à la méthode classique de reflux.

Jiang Xiaoqing [16] et d’autres ont utilisé la technologie d’extraction par fluide supercritique pour extraire les ginsénosides Rh1 et Rh2 des ginsénosides. Les résultats ont montré que les rendements de ginsénosides Rh1 et Rh2 étaient respectivement de 7,33% et 14,69%, ce qui était supérieur à ceux de la méthode traditionnelle d’extraction par reflux. Une autre expérience a démontré [17] qu’après l’introduction d’un tensioactif spécifique dans le système d’extraction, le taux d’extraction des ginsénosides a atteint 15,9 %, ce qui est 13,3 fois plus élevé que celui sans addition de tensioactif. Bien que cette technologie présente les avantages d’un fonctionnement à basse température, de la rapidité et de la protection de l’environnement, elle présente des problèmes tels que des investissements d’équipement élevés, des coûts de production élevés et la sécurité. Il convient donc de prêter attention à ces problèmes lors de la promotion et de l’application de la méthode.

1.4 méthode d’extraction enzymatique

L’hydrolyse enzymatique est une nouvelle technologie utilisée ces dernières années pour l’extraction d’ingrédients actifs de plantes naturelles. L’utilisation de la bonne enzyme peut dégrader doucement les tissus végétaux, accélérer la libération des ingrédients actifs, et ainsi augmenter le taux d’extraction [18]. Zhang Ying [19] et d’autres ont démontré que l’extraction du ginseng après traitement avec de la laccase à partir du basidiomycète Trametes versicolor peut augmenter significativement le taux d’extraction des ginsénosides totaux. Cette méthode améliore le taux d’extraction de 65,31% par rapport à l’extraction d’eau. Wang Ye [20] et d’autres ont constaté que l’hydrolyse enzymatique de l’enzyme laque augmentait le taux d’extraction du ginsénoside Re à 0,511%, ce qui était 90,0% plus élevé que la méthode traditionnelle de chauffage par reflux. Wu Qing [21] et d’autres ont utilisé la méthode de la cellulase pour extraire les ginsénosides des feuilles de ginseng et ont constaté que le taux d’extraction du ginsénoside était aussi élevé que 6,29%. Bien que la méthode d’extraction enzymatique présente les avantages d’une efficacité catalytique élevée et de conditions catalytiques douces, cette technologie a des exigences élevées en matière d’enzymes et de conditions de production. Par conséquent, dans les futurs travaux de recherche, il est nécessaire de renforcer le contrôle des produits générés et d’établir le criage d’enzymes actives spéciales.

1.5 méthode d’extraction biomimétique

L’extraction bionique [22] simule la digestion et le fonctionnement du tractus gastro-intestinal humain, en utilisant de l’eau acide et de l’eau alcaline de pH différent pour extraire en séquence pour obtenir un extrait bionique. Puisque l’extraction des ginsénosides est principalement basée sur le principe de "comme se dissout comme", le solvant d’extraction et les conditions sont très différentes des conditions physiologiques du système digestif humain, de sorte que les composants de la saponine sont généralement efficaces in vitro, mais deviendront inefficaces une fois qu’ils entrent dans le corps humain. Compte tenu de ce phénomène, Chen Xin [23] a utilisé un solvant biomimétique et de l’eau comme solvants d’extraction pour extraire les ginsénosides, et a confirmé que le rendement de ginsénosides extraits par biomimétrie était de 61,31%, ce qui était supérieur au rendement de 54,26% obtenu par la méthode d’extraction à l’eau. Bien que cette méthode présente les caractéristiques d’un taux d’extraction élevé, d’un cycle de production court et ne modifie pas la fonction originale de la médecine traditionnelle chinoise, elle est toujours une méthode d’extraction thermique à l’heure actuelle, ce qui a un certain impact sur les ingrédients actifs sensibles à la chaleur. Par conséquent, une attention particulière doit être accordée à la protection de certains ingrédients actifs sensibles à la chaleur lors de l’utilisation de cette technologie.

1.6 autres méthodes

Ces dernières années, en raison du développement rapide de la technologie d’extraction du ginsénoside, de nombreuses techniques ont émergé en plus des techniques d’extraction ci-dessus. Par exemple, la méthode d’extraction en deux phases: il s’agit d’une nouvelle technique d’extraction qui utilise la différence dans la distribution des substances en deux phases pour l’extraction. Zhang Ru et al. [24] ont utilisé la méthode d’extraction en deux phases pour extraire les ginsénosides des racines de ginseng et ont constaté que le taux de récupération des ginsénosides dans ce système était plus élevé que celui de la méthode d’extraction traditionnelle. Méthode de macération: comme les ginsénosides sont très solubles dans l’eau, ils peuvent être extraits de toutes les saponines de ginseng. Zhang Chunhong [25] et al. ont utilisé la méthode de macération pour extraire les ginsénosides avec un taux d’extraction de 8,33%.

Une autre expérience [26] a démontré qu’après un trempage de ginseng de 48 heures à l’aide de la méthode de macération, les taux d’extraction des ginsénosides Rb1, Rg1 et Re étaient respectivement de 2,906%, 0,2450% et 1,3420%. Méthode de Reflux: Wu Zhengzhong [27] et d’autres ont utilisé une méthode de Reflux pour extraire les ginsénosides, avec un taux total d’extraction du ginsénoside de 5,52% et un taux total de ginsénoside Rg1 et de réextraction de 0,2473%, ce qui est plus élevé que la méthode de macération traditionnelle. Méthode d’extraction à haute pression: Chen Ruizhan [28] et d’autres ont utilisé l’extraction à haute pression pour extraire les ginsénosides du ginseng, et les résultats ont prouvé que le rendement de ginsénosides extraits par extraction à haute pression était de 7,76%, ce qui était beaucoup plus élevé que celui de la méthode d’extraction traditionnelle.

2. Procédés de séparation et d’épuration des monomères

Les saponines de Ginseng sont chimiquement instables et sont facilement hydrolysées en présence d’enzymes et de conditions acides. Actuellement, les méthodes de séparation et de purification des monomères de ginseng saponine comprennent les méthodes de séparation et de purification à l’aide de résines d’adsorption macroporeuses, la méthode de séparation par chromatographie à contre-courant à grande vitesse et la méthode de séparation par flottation en mousse. Ces méthodes ont les avantages d’une séparation et d’une purification élevées, d’un bon effet de séparation et d’une vitesse rapide, et ont de larges perspectives d’application.

2.1 méthode de séparation et de purification des résines d’adsorption macroporeuse

Xie Liling [29] et al. ont étudié le processus de purification des saponines totales de ginseng à travers la résine d’adsorption macroporeuse, et ont constaté que le taux d’extraction total des ginsénosides Rg1, Re et Rb1 obtenu après la séparation et la purification par la résine macroporeuse était de 0,989%. Un autre rapport [30] a également démontré que la pureté des ginsénosides extraits à l’aide de résine macroporeuse faiblement polaire peut atteindre plus de 60%. Cai Xiong [31] et d’autres ont confirmé que le taux d’élution des ginsénosides après enrichissement et purification à l’aide de résine macroporeuse était supérieur à 90%. Liu Jihua [32] et d’autres ont confirmé l’utilisation de résine d’adsorption macroporeuse pour extraire la totalité des ginsénosides de la pulpe de ginseng américain, et la teneur totale en ginsénoside dépassait 50%. Sun Chengpeng [33] et d’autres ont utilisé la résine d’adsorption macroporeuse D101C pour séparer et purifier la totalité des ginsénosides des racines de ginseng, et la pureté de séparation a atteint 94,62%. Bien que cette méthode ait une grande pureté de séparation, elle présente également certaines limites dans son application, et les cibles de séparation sont principalement concentrées sur des ingrédients tels que les saponines et les alcaloïdes. En application, une méthode de détection des résidus de résine et des produits de craquage devrait également être établie et des normes limites raisonnables devraient être formulées.

2.2 méthode de séparation par chromatographie à contre-courant à grande vitesse

La chromatographie à contre-courant à grande vitesse est une nouvelle technique de séparation qui a été mise au point ces dernières années. Il peut séparer plus de 90% de l’échantillon. Il présente les avantages d’un grand volume de préparation, d’un bon effet de séparation et d’une vitesse rapide. Zhang Min [34] et d’autres ont utilisé la chromatographie à contre-courant à grande vitesse pour séparer Re, Rg1 et Rg3, trois composés monomères ginsénoside, et la pureté a été détectée par la CLH comme étant supérieure à 95%. De plus, selon un rapport de la littérature [35], les ginsénosides Rg1, Rf et Rd ont été préparés selon la même méthode, et leurs purités étaient respectivement de 96,2 %, 94,3 % et 95,1 % selon la CLHD. Ceci a confirmé que la chromatographie à contre-courant à grande vitesse est plus simple et plus rapide que la chromatographie sur colonne conventionnelle, avec une meilleure valeur d’application pratique.

2.3 méthode de séparation par flottation de la mousse

La méthode de séparation par flottation en mousse est une technique qui utilise la différence d’adsorption des substances à la surface des bulles pour séparer et purifier. Il a les caractéristiques d’enrichissement élevé et pas besoin de solvants organiques. Wang Yutang [36] et d’autres ont utilisé la flottation en mousse dynamique pour séparer et enrichir les ginsénosides de type diol dans l’extrait d’eau de ginseng. Les résultats ont montré que l’efficacité d’enrichissement de la flottation dynamique en mousse pour les ginsénosides Rb1, Rc, Rb2 et Rd était meilleure que celle des autres méthodes, avec des taux de récupération de 93,3%, 98,6%, 96,9% et 98,3%, respectivement. La présence d’ingrédients tensio-actifs dans la solution est l’une des conditions nécessaires à la séparation de la mousse. Les saponines au Ginseng ont des propriétés tensio-actives et peuvent produire une mousse stable lorsqu’elles sont agitées ou aérées, ce qui rend l’extrait d’eau de Ginseng approprié pour la séparation de la mousse [37]. On peut voir que l’utilisation de la séparation par flottation de mousse peut également augmenter efficacement le facteur d’enrichissement des saponines de ginseng et améliorer le rendement des saponines de ginseng.

3. Utilisation combinée de multiples technologies

Avec le développement rapide des technologies modernes d’extraction et de séparation, l’utilisation combinée de plusieurs technologies a graduellement pénétré dans l’industrie du ginseng. L’utilisation combinée de technologies peut être ciblée sur les caractéristiques des extraits de ginseng, et la combinaison de technologies peut être effectuée de manière intégrée pour donner plein jeu à leurs avantages respectifs, se complètent les uns les autres ' S et d’élargir leur champ d’application respectif. Cela permet l’extraction de ginsénosides avec des rendements plus élevés dans un temps plus court, avec une consommation d’énergie plus faible, et à un rythme plus rapide, et a de larges perspectives d’application.

3.1 méthode d’extraction de fluide supercritique améliorée par ultrasons

La technologie d’extraction de fluide supercritique améliorée par ultrasons est une technologie combinée qui améliore la capacité de l’extraction de fluide supercritique à séparer des substances efficaces dans la médecine traditionnelle chinoise par un champ ultrasonique. Cette technologie a les caractéristiques de réduire la pression et la température d’extraction, de raccourcir le temps d’extraction, de réduire la consommation d’énergie, de réduire le débit de fluide et le taux d’extraction élevé. Luo et al. [38] ont utilisé une extraction par fluide supercritique améliorée par ultrasons pour extraire les ginsénosides et ont analysé le taux d’extraction des ginsénosides avant et après l’ajout d’ultrasons. Les résultats ont montré que le taux d’extraction des ginsénosides était de 8,06% avant l’ajout de l’échographie. Dans les conditions optimisées après l’ajout d’ultrasons, le taux d’extraction du ginsénoside a atteint 13,20%. On peut voir que l’ajout d’ultrasons peut considérablement améliorer le taux d’extraction et l’efficacité de production de l’extraction supercritique de CO2 des ginsénosides.

3.2 chromatographie par colonne ultrasono-gel de silice

Wang Lele [39] et d’autres ont utilisé une technique combinée de chromatographie sur colonne au gel de silice ultrasonique pour séparer et purifier le ginsénoside Rg1. Les résultats ont confirmé que cette méthode peut être utilisée pour séparer 50 g de ginseng pour obtenir environ 9,91 g de ginsénoside Rg1 d’une pureté de 89,63 %. Cette méthode est précise, peu coûteuse et la pureté du produit obtenu est élevée. Et peut être utilisé comme une méthode efficace pour obtenir le ginsénoside Rg1 de haute qualité. Cette méthode conserve non seulement les avantages de la méthode ultrasonique, comme être simple à utiliser, court dans le temps, et élevé dans le rendement, mais conserve également les avantages de la technique classique de la chromatographie sur colonne de gel de silice pour la séparation et la purification plus loin monomères ginsénoside et améliorer leur pureté. Par conséquent, la technique combinée de chromatographie sur colonne ultrasono-gel de silice est également un moyen efficace d’améliorer le rendement et la pureté des ginsénosides.

3.3 adsorption macroporeuse résine gel de silice chromatographie sur colonne

Afin d’obtenir le ginsénoside Rd, Wang Yan [40] et d’autres ont utilisé la technologie de résine d’adsorption macroporeuse pour extraire les ginsénosides totaux de 1 g de ginseng, puis ont séparé le ginsénoside diol pour obtenir le ginsénoside Rd. Le ginsénoside diol a ensuite été séparé par chromatographie sur colonne de gel de silice pour obtenir le ginsénoside Rd relativement pur. Le résultat a été relativement pur ginsénoside Rd 500 mg, avec un rendement de 50% et une pureté de 98%. Cette méthode tire profit des caractéristiques des deux méthodes pour l’extrait de ginseng, et combine les deux méthodes de manière intégrée pour donner plein jeu à leurs avantages respectifs, se complètent mutuellement ' S carences, d’élargir leurs champs d’application respectifs, et d’améliorer la pureté des ginsénosides.

4 Conclusion

Les ginsénosides sont l’un des principaux ingrédients actifs du ginseng, avec une bonne activité pharmacologique et une valeur médicinale clinique. Il y a une forte demande du marché pour eux, donc il y a un accent croissant sur la façon d’extraire efficacement des ginsénosides de haute qualité. Ces dernières années, avec l’introduction et le développement continus de nouvelles technologies dans le domaine de la médecine traditionnelle chinoise, certains résultats ont été obtenus dans l’extraction et la séparation des ginsénosides. Cet article compare les méthodes couramment utilisées pour extraire les ginsénosides du ginseng. Il montre que ces nouvelles technologies ont l’avantage d’être très ciblées, d’avoir des rendements élevés, provoquant peu de perte d’ingrédients et une faible consommation d’énergie.

Cependant, ils ont aussi leurs propres limites. Différentes méthodes d’extraction se concentrent sur l’extraction brute des ginsénosides, et la pureté de laGinsénosides extraitsN’est pas élevé. La méthode de séparation et d’épuration des monomères peut compenser les lacunes des méthodes d’extraction ci-dessus. Cependant, quelle que soit la méthode utilisée pour extraire et séparer les ginsénosides, la pureté ne peut pas être maximisée. Seulement en combinant les technologies de manière intégrée, en mettant pleinement en valeur leurs avantages respectifs et en se complétant mutuellement.#39; S insuffisances, le champ d’application et l’effet de chacun peuvent-ils être élargis? D’après les recherches actuelles, l’utilisation combinée de plusieurs technologies en est la plupart du temps au stade de la recherche en laboratoire. Il reste encore beaucoup de problèmes techniques à résoudre pour l’appliquer à la production de préparations à base de ginseng. Les instituts de recherche et les entreprises doivent travailler ensemble pour améliorer la qualité intrinsèque du ginseng et continuer à explorer et à développer de nouvelles technologies afin qu’elles puissent être largement utilisées dans la production de ginseng et jouer un rôle dans la modernisation de l’industrie du ginseng.

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