Comment séparer le ginsénoside de l’extrait de Ginseng?

Le Ginseng is the dried root of the plant Panax ginseng C.......A. Mey, which is mainly produced in the Changbai Mountains of Jilin, Liaoning, Heilongjiang, Hebei, Shanxi and other places in China. It is a traditional and precious Chinese medicinal herb. Modern research has shown that more than 40 ginsenoside monomers have been isolated and identified in ginseng, followed by ginseng polysaccharides, amino acids, proteins, ginseng diol, ginsenoside, and other active ingredients. Among these, ginsenosides are one of the main active ingredients in ginseng, and have pharmacological activities such as protecting heart function, lowering blood sugar, anti-oxidation, anti-fatigue, and anti-tumor [1-3]. Selecting a reasonable extraction and separation method to obtain high-quality ginsenosides has become a research hotspot.

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 de laextraction of ginseng, in recent years, research on new techniques for extracting traditional Chinese medicine has been very active in China, and considerable progress has been made. These techniques not only extract the maximum amount of ginsenosides from ginseng, but also avoid problems such as the loss of ginsenosides and the dissolution of inactive ingredients.

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 de fluide supercritique pour extraireginsenosides Rh1 and Rh2 from ginsenosides. The results showed that the yields of ginsenosides Rh1 and Rh2 were 7.33% and 14.69%, respectively, which were higher than those of the traditional reflux extraction method. Another experiment proved [17] that after a specific surfactant was introduced into the extraction system, the extraction rate of ginsenosides reached 15.9%, which is 13.3 times higher than that without the addition of surfactant. Although this technology has the advantages of low-temperature operation, rapidity and environmental protection, it has problems such as high equipment investment, high production costs and safety. Therefore, attention should be paid to these problems when promoting and applying the method.

1.4 méthode d’extraction enzymatique

Enzyme hydrolysis is a new technology used in recent years for the extraction of active ingredients from natural plants. The use of the right enzyme can gently break down plant tissue, accelerate the release of active ingredients, and thereby increase the extraction rate [18]. Zhang Ying [19] and others have demonstrated that the extraction of ginseng after treatment with laccase from the basidiomycete Trametes versicolor can significantly increase the extraction rate of total ginsenosides. This method improves the extraction rate by 65.31% compared to water extraction. Wang Ye [20] and others found that the enzymatic hydrolysis of lac enzyme increased the extraction rate of ginsenoside Re to 0.511%, which was 90.0% higher than the traditional heating reflux method. Wu Qing [21] and others used the cellulase method to extract ginsenosides from ginseng leaves and found that the ginsenoside extraction rate was as high as 6.29%. Although the enzymatic extraction method has the advantages of high catalytic efficiency and mild catalytic conditions, this technology has high requirements for enzymes and production conditions. Therefore, in future research work, it is necessary to strengthen the control of the generated products and establish the screening of special active enzymes.

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

In recent years, due to the rapid development of ginsenoside extraction technology, many techniques have emerged in addition to the above extraction techniques. For example, the two-phase extraction method: it is a new extraction technique that uses the difference in the distribution of substances in two phases for extraction. Zhang Ru et al. [24] used the two-phase extraction method to extract ginsenosides from ginseng roots, and found that the recovery rate of ginsenosides in this system was higher than that of the traditional extraction method. Maceration method: Since ginsenosides are highly soluble in water, they can be extracted from all ginseng saponins. Zhang Chunhong [25] et al. used the maceration method to extract ginsenosides with an extraction rate of 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

The foam flotation separation method is a technique that uses the difference in adsorption of substances on the surface of bubbles to separate and purify. It has the characteristics of high enrichment and no need for organic solvents. Wang Yutang [36] and others used dynamic foam flotation to separate and enrich diol-type ginsenosides in ginseng water extract. The results showed that the enrichment efficiency of dynamic foam flotation for ginsenosides Rb1, Rc, Rb2 and Rd was better than that of other methods, with recovery rates of 93.3%, 98.6%, 96.9% and 98.3%, respectively. The presence of surface-active ingredients in the solution is one of the necessary conditions for foam separation. Ginseng saponins have surface-active properties, and can produce stable foam when stirred or aerated, which makes ginseng water extract suitable for foam separation [37]. It can be seen that the use of foam flotation separation can also effectively increase the enrichment factor of ginseng saponins and improve the yield of ginseng saponins.

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

Ultrasonic-enhanced supercritical fluid extraction technology is a combined technology that enhances the ability of supercritical fluid extraction to separate effective substances in traditional Chinese medicine through an ultrasonic field. This technology has the characteristics of reducing extraction pressure and temperature, shortening extraction time, reducing energy consumption, reducing fluid flow, and high extraction rate. Luo et al. [38] used ultrasonic-enhanced supercritical fluid extraction to extract ginsenosides and analyzed the extraction rate of ginsenosides before and after the addition of ultrasound. The results showed that the extraction rate of ginsenosides was 8.06% before the addition of ultrasound. Under the optimized conditions after the addition of ultrasound, the ginsenoside extraction rate reached 13.20%. It can be seen that the addition of ultrasound can significantly improve the extraction rate and production efficiency of supercritical CO2 extraction of ginsenosides.

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

In order to obtain ginsenoside Rd, Wang Yan [40] and others used macroporous adsorption resin technology to extract total ginsenosides from 1 g of ginseng, and then separated ginsenoside diol to obtain ginsenoside Rd. The ginsenoside diol was then separated using silica gel column chromatography to obtain relatively pure ginsenoside Rd. The result was relatively pure ginsenoside Rd 500 mg, with a yield of 50% and a purity of 98%. This method takes advantage of the characteristics of the two methods for ginseng extract, and combines the two methods in an integrated manner to give full play to their respective advantages, complement each other' S carences, d’élargir leurs champs d’application respectifs, et d’améliorer la pureté des ginsénosides.

4 Conclusion

Ginsenosides are one of the main active ingredients in 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.

However, they also have their own limitations. Different extraction methods focus on the crude extraction of ginsenosides, and the purity of the extracted ginsenosides is not high. The method of separating and purifying the monomers can make up for the shortcomings of the above extraction methods. However, no matter which method is used to extract and separate ginsenosides, the purity cannot be maximized. Only by combining technologies in an integrated manner, giving full play to their respective advantages and complementing each other' 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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