Qu’est-ce que la poudre de curcumine?

La curcumine, de formule moléculaire C21H20O6, est un composé polyphénolique actif naturel présent dans les rhizomes de plantes de la famille du gingembre comme le curcuma, le safran et le galangal, ou de la famille de l’arum comme calamus[1]. Les principales formes de composés de la curcumine sont la curcumine, la déméthylcurcumine et la bisdéméthylcurcumine, qui ont des structures similaires (comme le montre la Figure 1). Ils ont un point de fusiSur lede 183°C, sont insolubles dans l’eau, et sont facilement solubles dans des solutions alcalines ou des solvants organiques tels que l’éthanol et l’acétone. La curcumine est sensible au ph et est généralement plus stable dans les milieux acides. Dans les environnements neutres et alcalins, cependant, il se décompose plus facilement. Sa couleur change avec le pH, et il apparaît jaune dans les environnements acides et neutres et rougeâtre brun dans les conditions alcalines. Il peut être utilisé comme indicateur de pH. À mesure que la recherche sur la curcumine est devenue plus approfondie, il a été constaté que les composés curcuminoïdes ont de nombreuses activités biologiques, telles que l’élimination de l’inflammation, l’inhibition des bactéries, la résistance à la production de radicaux libres, et l’inhibition de la croissance des cellules cancéreuses (comme le montre le tableau 1).

L’extrait de curcuma a une faible toxicité et peu d’effets indésirables chez les humains ou les animaux, et est utilisé dans de nombreux domaines à travers le monde, tels que les aliments, les produits pharmaceutiques, les produits de santé et les cosmétiques. Par exemple, il est utilisé comme additif pour le thé au Japon, comme additif pour les cosmétiques en Thaïlande, comme additif pour les boissons en Chine, comme agent de conservation en Corée du Sud et en malaisie, comme agent anti-inflammatoire en Inde et au Pakistan, et comme additif pour la moutarde, le fromage, le beurre et les frites aux États-Unis [16]. À l’heure actuelle, la curcumine n’a pas été utilisée efficacement, principalement en raison de problèmes tels que les coûts élevés de purification, la faible biodisponibilité, et la mauvaise solubilité dans l’eau. Les chercheurs au pays et à l’étranger ont fait beaucoup de recherche sur des questions scientifiques connexes. À cette fin, voici un examen de l’application, des méthodes de préparation et de la recherche sur la modification de la curcumine.

1 Application de curcumine dans les industries alimentaires et des aliments pour animaux

1.1 Application de la curcumine dans l’industrie alimentaire

L’extrait de curcuma a un bon conservateur, des propriétés antibactériennes et antioxydantes, ainsi que certains avantages pour la santé. C’est aussi un pigment jaune naturel avec un goût similaire au curcuma, un goût léger et épicé avec un arrière-goût amer. Par conséquent, l’extrait de curcuma est utilisé comme agent colorant, conservateur et agent d’aromatisation dans de nombreux types d’aliments.

Extrait de curcumaEst sûr et fiable comme agent colorant, et est largement utilisé dans la coloration des produits carnés, des aliments en conserve, des produits de pâtes, des aliments braisés, etc. C’est l’un des sept pigments naturels utilisés dans les pays du monde entier. Zhang Baojun et al. [17] ont prouvé que pour obtenir le même effet colorant dans les produits de pâte instantanée, la quantité de curcumine est significativement inférieure à celle du carotène, du jaune de gardénie, du jaune de maïs et d’autres pigments, et sa capacité de coloration est plus grande que celle de la plupart des autres pigments.

La structure conjuguée unique de la curcumine lui confère de bonnes propriétés antioxydantes. L’ajouter à des produits carneux tels que les saucisses et les escalopes peut réduire efficacement l’oxydation des lipides [18] et réduire efficacement la détérioration oxydative des aliments. La curcumine peut également inhiber la croissance bactérienne en se liant à la tubuline, inhibant ainsi la division bactérienne et la synthèse des protéines, détruisant l’intégrité de la paroi cellulaire bactérienne ou de la membrane cellulaire, etc. L’ajouter à la nourriture peut efficacement empêcher la croissance de bactéries dans la nourriture. Teow et al. [19] ont constaté que la curcumine a un effet synergique avec trois antibiotiques: la gentamicine, l’amikacine et la ciprofloxacine, ce qui a considérablement amélioré l’effet antibactérien. Song et al. [20] ont constaté que la curcumine à une concentration de 100 μmol/L combinée à 30 minutes d’exposition à la lumière pourrait réduire le taux de production et de survie des spores de Penicillium, ce qui démontre la valeur de la curcumine dans les applications antifongiques.

1.2 Application de la curcumine dans l’industrie des aliments pour animaux

En 2006, l’union européenne a commencé à interdire complètement l’ajout d’antibiotiques dans l’alimentation animale [21], et par la suite, de nombreux pays, dont la Chine, l’ont également interdit. Dans l’aquaculture, la volaille et l’élevage, la curcumine peut être utilisée comme alternative aux antibiotiques dans l’alimentation animale, ce qui a un effet positif sur la réduction de l’utilisation des antibiotiques et l’amélioration du taux de survie et de sécurité des animaux. Par conséquent, la curcumine présente également une grande valeur dans l’alimentation animale.

En aquaculture, la curcumine a été utilisée dans l’élevage de nombreux types de poissons couramment consommés [22]. Les juvéniles sont vulnérables à divers facteurs qui peuvent causer la mortalité ou la maladie. Des études ont révélé que l’ajout d’une quantité appropriée de curcumine à l’élevage de la carpe de roseau peut effectivement augmenter le taux de prise de poids et le taux de survie [23]; L’ajout d’une quantité appropriée de curcumine à la nourriture peut réguler efficacement l’activité de la transaminase sérique et améliorer la couleur du corps des anguilles juvéniles [24]; Des expériences menées par Zhang Yuanyuan et al. [25,26] sur le tilapia et la carpe ont montré que l’ajout de 60 mg/kg de curcumine à la nourriture peut améliorer la performance de croissance du tilapia. De plus, la curcumine améliore la capacité de réparation des lésions hépatiques de la carpe en médiant le facteur nucléaire lié au système rétinoïde 2 (Nfr2) dans les cellules de carcinome hépatocellulaire.

Des études sur l’élevage de volaille ont trouvé [27,28] que la curcumine peut améliorer le niveau immunitaire des poulets de chair et réguler leur niveau nutritionnel, améliorant ainsi significativement leur performance de production et la qualité de la viande. Une étude de Kuang Chuntao [29] A également révélé que les additifs alimentaires au curcuma peuvent réguler le métabolisme des protéines et des lipides en régulant la sécrétion de T3, T4, GH, TG et CHO, augmentant ainsi la teneur en acides aminés et en graisse des muscles du sein et des jambes des poulets de chair et améliorant leur performance d’abattage.

La curcumine peut réduire efficacement l’utilisation d’antibiotiques dans l’élevage porcin et améliorer la performance de croissance des porcs et l’utilisation des aliments [30]. Zhou Ming et al. [31] ont constaté dans des expériences que la curcumine peut remplacer la quinolone dans les aliments. L’ajout de 300 à 400 mg/kg de curcumine dans les aliments des porcs à l’engraissement peut améliorer le taux de prise de poids, le taux de conversion alimentaire et des indicateurs tels que la glycémie et la protéine sérique totale dans le sérum de porc à des degrés divers, et a un effet bénéfique sur la santé des porcs. Wang Xia et al. [32] ont constaté dans des expériences que l’ajout de curcumine à l’alimentation des porcelets peut augmenter de façon significative le taux de viande mince des carcasses de porc et augmenter la surface du muscle oculaire, ce qui a un effet positif sur la performance de production des porcelets.

2 préparation de la curcumine

2.1 extraction des plantes

La curcumine est un composé naturelLargement trouvé dans les rhizomes de plantes telles que le curcuma. Le moyen le plus direct d’obtenir la curcumine est l’extraction des plantes. Les méthodes traditionnelles d’extraction des plantes comprennent les méthodes enzymatiques [33], les méthodes d’extraction par micro-ondes [34], les méthodes d’extraction supercritique du dioxyde de carbone [35], les méthodes acide-base et les méthodes d’extraction par ultrasons [36]. Parmi ces méthodes, les méthodes enzymatiques et les méthodes d’extraction par ultrasons sont très efficaces, mais toutes deux ont la caractéristique commune de nécessiter des équipements de haute qualité et des investissements importants [33,36]. Les méthodes d’extraction par micro-ondes sont très sélectives pour l’extraction de substances, mais le rayonnement par micro-ondes présente un risque de fuite et peut facilement endommager le corps humain [34]. L’extraction supercritique de CO2 de la curcumine peut maintenir efficacement l’activité biologique, mais cette méthode est difficile à mettre en production à grande échelle. La méthode d’extraction acide-base est simple et sûre dans le processus, a de faibles exigences pour l’équipement, mais il est très facile de provoquer la décomposition de la curcumine, et il a un plus grEt en plusimpact sur l’environnement. Le taux d’extraction est inférieur à celui des autres méthodes.

Au cours des dernières années, le processus émergent d’extraction éclair a été en mesure d’extraire efficacement des ingrédients spécifiques des plantes, avec les avantages de haute efficacité, de courte durée et de faible consommation d’énergie. Dong Qingfei et al. [37] ont utilisé et optimisé le processus d’extraction par éflash de la curcumine, ce qui a considérablement amélioré le rendement de la curcumine par rapport aux méthodes traditionnelles telles que l’hydrolyse enzymatique assistée par micro-ondes et l’extraction par ultrasons.

2.2 synthèse chimique

L’extrait de curcuma est un pigment naturel largement utilisé dans les aliments, les médicaments, les produits de santé, les aliments pour animaux et d’autres domaines en raison de ses excellentes propriétés anti-inflammatoires et de conservateur. Cependant, le rendement du curcuma et d’autres plantes contenant de la curcumine est limité et l’extraction des plantes ne peut à elle seule répondre à la demande du marché. Par conséquent, la synthèse chimique de la curcumine est un moyen de compléter sa production. Dès 1997, une méthode classique de synthèse de la curcumine à base de tributylétain borane comme matière première a été mise au point à l’étranger [38]; Zhong Yining [39] a optimisé et amélioré la méthode de synthèse classique de la curcumine susmentionnée et a obtenu une méthode de préparation de la curcumine utilisant la vanilline et l’acétylacétone comme matières premières, ce qui permet de surmonter les inconvénients de la méthode de synthèse classique, tels que le prix élevé et l’inflammabilité du tributylétain borane. Zou Chunyang et al. [40] ont optimisé le processus de synthèse de la curcumine à partir de la vanilline et de l’acétylacétone, ce qui a entraîné une quantité d’aliments allant jusqu’à cent grammes et une augmentation du rendement global de curcumine synthétisée chimiquement.

Tian Taiping [41] a utilisé la vanilline et l’acétylacétone comme matières premières et a encore amélioré l’efficacité de la synthèse chimique de la curcumine à l’aide de rayonnement micro-ondes, ce qui a rendu le processus de réaction plus propre, plus doux et plus efficace. Bien que la synthèse chimique de la curcumine présente les avantages d’être facile à obtenir des matières premières et d’être relativement peu coûteux, ce n’est pas une méthode idéale pour produire de la curcumine parce que la quantité synthétisée n’est pas élevée, les réactifs chimiques utilisés peuvent causer la pollution de l’environnement et ont des dangers cachés pour le corps humain.

2.3 synthèse microbienne

Ces dernières années, avec le développement rapide de la biologie synthétique, la transFormation des formateursde micro-organismes pour produire divers produits naturels basés sur la technologie d’ingénierie métabolique est devenue une méthode. Comparé aux méthodes de synthèse chimique, il a les avantages d’être plus propre et plus efficace, et approprié à la production de masse à grande échelle. La synthèse de la curcumine dans les organismes vivants se fait par la voie du phénylpropanoïde. Les enzymes clés de cette voie de synthèse de la curcumine comprennent la phénylalanine ammoniac lyase (PAL), la tyrosine ammoniac lyase (TAL), la cinnamate-4-hydroxylase (C4H), la cinnamate-3-hydroxylase (C3H), l’o-méthoxy transférase (OMT), la dikététide-coa synthétase (DCS) et la 4-coumate-COA ligase (4CL). OMT), diketide-CoA synthétase (DCS), 4-coumate-COA ligase (4CL), et curcumine synthase (CURS), parmi lesquelles DCS et CURS sont les principales enzymes limitant le taux dans la synthèse de la curcumine [42]. Ces dernières années, les chercheurs ont réussi à obtenir une biosynthèse hétérologue en remaniant sa voie de biosynthèse chez Escherichia coli, Yarrowia lipolytica, Pseudomonas putida et Aspergillus oryzae [43].

2.3.1 biosynthèse de la curcumine chez Escherichia coli

Escherichia coli est un hôte de génie génétique très mature avec une culture simple et une formation claire en génétique moléculaire. La plupart des recherches menées au pays et à l’étranger ont permis la biosynthèse de la curcumine en construisant un système d’expression d’escherichia coli. Katsuyama et al. [42,44] ont introduit des écorces du riz, 4CL de l’grass violet et l’acétyl-coenzyme A carboxylase (ACC) de Bacillus glutamicum dans un vecteur d’e. coli par Katsuyama et al. [42,44], et la synthèse de la curcumine à partir de l’acide férolique A été obtenue. Rodrigues et al. [45] ont introduit des DCS et des CURS de la plante de curcuma, 4CL d’arabidopsis, TAL de Rhodotorula glutinis, C3H de Saccharothrix espanaensis et caffeoyl-coa-3-o-méthoxytransferase (CCOAOMT) de la lulune, pour réaliser la synthèse de la curcumine de la tyrosine.

En outre, l’équipe et#39; les dernières recherches optimisent le premier module de cette voie, de la tyrosine à l’acide férolique, et obtient un titre d’acide férolique de 1325,1 μmol/L, ce qui est le titre d’acide férolique le plus élevé rapporté à ce jour. Par la suite, le deuxième module de la voie a été optimisé en utilisant l’acide férolique comme substrat, ce qui a permis d’atteindre la plus forte concentration de curcuminoïdes signalée à ce jour, soit 1 529,5 μmol/L. Ils ont également utilisé une méthode de co-culture pour augmenter davantage la production de curcuminoïdes en réduisant la charge métabolique sur les cellules. Autrement dit, on a utilisé une souche d’e. coli capable de convertir la tyrosine en acide férolique, et une autre souche capable de convertir l’acide hydroxycinnamique produit par la première souche en curcuminoïdes. Par rapport au système de culture unique, la stratégie de co-culture a augmenté le nombre total de curcuminoïdes de 6,6 fois. Ces résultats démontrent le grEt en pluspotentiel de l’ingénierie modulaire de co-culture pour la production de curcumine et d’autres curcuminoïdes à partir de tyrosine [46]. Zhang Le et al. [47] ont exprimé Le gène codant dcis et Le gène codant curs dans une fusion non naturelle et les ont introduits avec Le gène codant 4cl dans E. coli. En utilisant l’acide férolique comme précurseur, le gène de fusion non naturel DCS:CURS a été appliqué à la synthèse microbienne de la curcumine, et une souche d’e. coli avec un rendement élevé de curcumine a été obtenue, ce qui fournit une référence pour optimiser davantage le réseau métabolique et construire des bactéries artificielles plus fortes à l’avenir.

2.3.2 biosynthèse de la curcumine dans d’autres micro-organismes

La levure est également une cellule de châssis couramment utilisée pour le génie génétique, avec les avantages d’une forte résistance au stress et de la stabilité génétique. Aujourd’hui, de nombreuses levures sont utilisées dans l’industrie alimentaire et pharmaceutique. Par exemple, le Saccharomyces cerevisiae a été utilisé pour produire des ginsénosides et du resvératrol. Claire et al. [48] ont synthétisé avec succès la bisdéméthoxycurcumine en exprimant la curcumine synthase chez S. cerevisiae et en ajoutant de l’acide 4-coumarique exogène. Ceci est le premier rapport de biosynthèse de la curcumine utilisant la levure comme cellule de châssis.

Aspergillus oryzae est souvent utilisé dans la production d’aliments fermentés tels que la sauce de soja et le vinaigre de riz. Elle présente l’avantage de produire moins de métabolites secondaires et constitue une cellule châssis idéale pour le génie génétique. Kan et al. [49] ont surexprimé la curcumine synthase chez Aspergillus oryzae et ont synthétisé avec succès un analogue de curcumine sur milieu gélose contenant de la feruloyl-n-acétylcystéine. C’est la première fois qu’aspergillus oryzae est utilisé comme cellule châssis pour la biosynthèse de la curcumine, qui est d’une grande importance de référence pour la synthèse hétérologue de la curcumine et d’autres polykétides par Aspergillus oryzae.

Pseudomonas putida possède un réseau métabolique carbone diversifié et une forte tolérance aux solvants, ce qui en fait un hôte idéal pour l’ingénierie métabolique. Incha et al. [50] ont utilisé la coumaroyl-CoA synthase endogène chez Pseudomonas putida pour synthétiser la coumaroyl-CoA, tout en éliminant son énoyl-coa hydratase endogène pour empêcher la dégradation de la coumaroyl-CoA, en introduisant la curcumine synthase du riz et en ajoutant exogène l’acide coumarique, en synthétisant avec succès la bisdéméthoxycurcumine.

3 Modification de la curcumine

Les nombreuses activités biologiques de la curcumine lui font avoir de larges perspectives d’application dans de nombreux domaines tels que la nourriture, la médecine et les produits de santé. Cependant, ses lacunes telles que la mauvaise solubilité dans l’eau, l’instabilité chimique, la faible biodisponibilité, le taux métabolique rapide et la photodégradabilité doivent également être traitées d’urgence. Ces dernières années, afin de surmonter ces problèmes, les chercheurs ont effectué des recherches sur les modifications telles que l’encapsulation, la modification et l’émulsification, et ont développé différentes préparations de curcumine telles que des dispersions solides, des liposomes, des nanoparticules, des micelles polymères, des microsphères et des complexes d’inclusion de β-cyclodextrine.

3.1 micelles polymères

Les micelles polymères sont formées en assemblant des matériaux polymères amphiphiles dans une solution pour former une «structure de coquille hydrophobe du cœur et hydrophile» et peuvent être utilisées pour augmenter la solubilité de médicaments peu solubles. Les méthodes courantes de préparation comprennent l’évaporation de solvants organiques, l’émulsification, la dialyse, etc. Parmi eux, la méthode d’émulsion convient aux médicaments avec une bonne solubilité des graisses, mais elle a des exigences élevées pour les solvants organiques; La méthode de dialyse est simple à utiliser et a une grande charge de drogue, mais elle n’est pas utilisée pour la culture à grande échelle; La méthode d’évaporation de solvants organiques convient aux médicaments solubles dans l’eau et est simple à utiliser et peut être produite en série. L’inconvénient est que les solvants organiques sont susceptibles de rester [51].

Zhang Qin et al. [52] ont utilisé l’éthanolamine-polyéthylèneglycol de distéoyl phosphatidyl comme support pour construire des micelles de curcumine, qui sont plus biocompatibles que la curcumine libre. Ils ont un effet d’amélioration significatif sur les dommages de stress oxydatif causés par Aβ1-42 et ont de bonnes perspectives pour le traitement d’alzheimer' S maladie. Fan Ziliang et al. [53] ont construit un nouveau polymère de greffe avec de l’acide undecenoïque, de la polylysine et de la curcumine encapsulée. Cette étude a montré que les micelles de polymère peuvent aider la curcumine à être absorbée par les cellules du gliome C6 et peuvent efficacement tuer les cellules tumorales, ce qui est inspirant pour l’application de la curcumine dans le traitement des tumeurs.

3.2 Liposomes

Les Liposomes sont des vésicules formées par une bilayer lipidique entourant un environnement aqueux interne. Ils sont souvent utilisés comme système d’administration de médicaments hydrophobes ou hydrophiles. Ils peuvent protéger efficacement la substance active du contact avec l’environnement externe pour éviter l’oxydation, améliorant ainsi sa stabilité et sa biodisponibilité [54]. Ils ont également les avantages d’un taux élevé d’encapsulation et d’une faible irritation de la peau. La pratique a prouvé que divers liposomes de curcumine ont obtenu des résultats remarquables dans l’amélioration de la biodisponibilité de la curcumine. Par exemple, Zhao Jing et al. [55] ont préparé des liposomes d’éthanol de curcumine en utilisant la méthode d’injection d’éthanol, et des expériences d’administration orale chez les rats ont prouvé que les liposomes d’éthanol de curcumine avaient une absorption plus élevée que la curcumine libre, jetant les bases de la préparation de préparations orales de curcumine. Meng et al. [56] ont utilisé de la lipoprotéine de basse densité pour simuler un support nano-lipide chargé de curcumine et l’ont ciblée sur des rats atteints d’alzheimer&#L’expérience a prouvé qu’il avait un effet significatif de libération prolongée. Mao Qian et al. ont également prouvé que les nanoliposomes de curcumine ont un effet préventif efficace sur l’apoptose et la fibrose des cellules myocardiques causées par le diabète [57].

3.3 dispersions solides

Dans la pratique clinique, les dispersions solides sont la méthode la plus courante de préparation de médicaments. Il consiste à disperser le médicament dans un support inerte sous forme de molécules, colloïdes ou superparticules pour augmenter la solubilité de médicaments peu solubles et accélérer le taux de dissolution. Cette technique s’avère être en mesure de traiter les caractéristiques de la curcumine, qui a une mauvaise solubilité dans l’eau [58], et est propice à l’amélioration de l’absorption et de la biodisponibilité de la curcumine. Dans l’étude des dispersants de curcumine, le polyéthylène pyrrolidone, la copovidone, le poloxamère 188, etc., sont principalement utilisés comme vecteurs [59], et les méthodes de préparation comprennent la co-précipitations, la trempe par micro-ondes, la lyophilisation, ainsi que la méthode d’extrusion à chaud et la technologie d’électrofilage apparue au cours des dernières années [60]. Shi Nianqiu et al. [61] ont constaté qu’il existe des différences importantes dans la dissolution et la solubilité des dispersions solides de curcumine préparées par différents procédés, parmi lesquels la méthode de tremmpage par micro-ondes a un effet plus important sur l’amélioration de la solubilité de la curcumine. Par conséquent, l’auteur estime que dans les recherches futures sur les dispersions solides de curcumine, il est encore nécessaire de procéder à des études comparatives des procédés de préparation émergents et des procédés traditionnels, en vue de mettre continuellement à jour le processus de préparation qui peut maximiser la valeur des dispersions solides de curcumine.

3.4 cyclodextrine

La cyclodextrine est un oligosaccharide cyclique formé par l’amidon catalyseur de cyclodextrine glucanotransférase. Il a une surface hydrophile et une structure de cavité interne hydrophobe [62], de sorte qu’il peut être utilisé pour encapsuler une variété de composés de petites molécules hydrophobes, ce qui contribue à améliorer la solubilité dans l’eau et la stabilité de la substance active. Il a été utilisé avec succès dans la médecine, la nourriture, la biologie et d’autres domaines. Des études ont montré que le véhicule de livraison de cyclodextrine curcumine a une meilleure solubilité que la curcumine libre. La β-cyclodextrine curcumine préparée par broyage a environ 100 fois meilleure solubilité que la curcumine libre, tandis que la β-cyclodextrine curcumine préparée par évaporation de solvant et lyophilisation a plus de 1000 fois meilleure solubilité [63].

3.5 microsphères

Les microsphères chargées de médicaments sont un système d’administration de médicaments dans lequel la substance active est encapsulée dans un support sphérique fabriqué à partir de matières premières telles que l’amidon, le chitosan ou la gélatine. La taille des particules est comprise entre 0,3 et 300 μm. Sur le plan de l’application, ils présentent les avantages suivants: voies d’administration multiples, maintien des concentrations sanguines de médicaments et innocuité [64]. Des études ont montré que les microsphères de curcumine peuvent améliorer considérablement les performances de la curcumine. Par exemple, Wang Huayu et al. [65] ont utilisé de l’amidon poreux de maïs comme support pour préparer des microsphères de curcumine, ce qui a considérablement amélioré le taux de dissolution de la curcumine et augmenté la biodisponibilité de la curcumine. Cai Jiehui et al. [66] ont utilisé le copolymère PCL-PEG-PCL comme support pour préparer les microsphères de curcumine, qui ont un bon effet de libération durable sur la curcumine et ses dérivés, et les microsphères ont un bon effet de récupération sur les radicaux libres.

3.6 nanoparticules

Les systèmes d’administration de nanoparticules sont des systèmes qui encapsulent des matières actives dans un support de 10 à 1000 nm afin d’augmenter le taux de délivrance de la substance [67]. Ils présentent des taux de charge élevés, une faible toxicité et une grande surface spécifique du support, et sont souvent utilisés dans l’industrie alimentaire. Les nanoparticules sont ciblées et peuvent être directement absorbées par les cellules par l’endocyte, ce qui est bénéfique pour un meilleur effet thérapeutique des substances actives [68].

Le Poly (acide lactico-co-glycolique) (PLGA) est l’un des nanomatériaux les plus couramment utilisés. Il a une bonne biocompatibilité et une faible irritation, et est un bon support pour la curcumine. Zhu D.B. [69] et Yang D. et al. [70] ont utilisé PLGA comme support pour charger la curcumine, ce qui a montré que les nanoparticules de PLGA amélioraient efficacement la solubilité dans l’eau de la curcumine et avaient un bon effet de libération soutenue.

3.7 modification structurelle de la curcumine

En raison du rôle important joué par la curcumine et ses dérivés dans la prévention du cancer, ces dernières années, de nombreux chercheurs se sont consacrés à la modification structurelle ou à la transformation de la curcumine, dans une tentative de surmonter les problèmes de mauvaise solubilité dans l’eau, de mauvaise stabilité et de faible biodisponibilité de la curcumine.

Aggarwal et al. [71] ont décrit en détail les sites de modification structurale de la curcumine. Les principales méthodes de modification de la structure comprennent: l’ajout, la suppression ou le remplacement de substituants du cycle benzène, la modification de la longueur de la chaîne carbonyle, la modification de la structure dicétone, le remplacement du cycle aromatique par un cycle hétérocyclique, et la réduction des liaisons insaturées. Il a été constaté qu’après la réduction de la chaîne carbone de la curcumine de C-7 à C-5, sa solubilité dans l’eau et sa stabilité étaient considérablement améliorées, et l’activité anti-tumorale était considérablement améliorée [72]. Weber et al. [73] ont remplacé le cycle aromatique de la curcumie par des cycles hétéro-polycycliques. La ci50 (concentration demi-inhibiteur) de ce dérival pour les cellules tumorales était d’environ 3,9 mol/L, ce qui était beaucoup mieux que les 8,2 mol/L de curcumine elle-même. Par conséquent, une modification structurelle de la curcumine peut améliorer sa biodisponibilité dans une certaine mesure. Xu Jialin et al. [74] ont synthétisé chimiquement huit analogues de curcumine monocarbonyle et les ont testés dans une expérience antioxydante in vitro. Les résultats ont montré que le remplacement de l’unité β-dicétone par une structure monokétone peut effectivement améliorer la stabilité des analogues, tandis que le site de substitution hydroxyle dans les analogues est un facteur important affectant l’activité antioxydante.

La transformation microbienne est un procédé qui utilise des enzymes ayant différentes fonctions dans des cellules microbiennes pour modifier la structure du composé cible pour obtenir différents dérivés. Xu Fucheng et al. [75] ont examiné et obtenu une souche de bactéries lactiques qui produit la β-glucosidase, et ont utilisé l’activité de réaction inverse de cette β-glucosidase bactérienne pour catalyser la glycosylation des molécules de curcumine. Les produits ont été identifiés comme diglucoside de curcumine et monoglucoside de curcumine. Chen Bingsong [76] a exprimé une glucosyltransférase de Vincaleia grandiflora chez Escherichia coli et a catalysé la glucosylation de la curcumine et de ses produits réduits dans un système de cellules entières. Enfin, la tétrahydrocurcumine glucosylée et l’hexahydrocurcumine glucosylée ont été préparées et isolées avec succès. Li Yixuan [77] a exprimé de façon hétérologale le gène de la glycosyltransférase de Bacillus subtilis Bs168 chez Escherichia coli, a obtenu la glycosyltransférase purifiée et a catalysé la curcumine, obtenant finalement deux dérivés de la curcumine ayant une solubilité dans l’eau et des propriétés antioxydantes significativement plus élevées que la curcumine.

4 Conclusion

L’extrait de curcuma a de bonnes perspectives d’application dans de nombreux domaines en raison de sa bonne activité biologique, mais son coût élevé de purification et sa nature instable limitent son application efficace. Cet article passe en revue les progrès de la recherche dans la résolution de problèmes connexes. En plus de l’extraction traditionnelle des plantes et de la synthèse chimique, la curcumine peut également être synthétisée en grande quantité en construisant des microorganismes recombinants. Le coût de purification est bas et il est favorable à l’environnement. Il y a également eu un grand nombre de rapports de recherche sur les méthodes de modification, qui peuvent améliorer la biodisponibilité et la stabilité de la curcumine dans une certaine mesure, mais des recherches supplémentaires sont encore nécessaires sur la sécurité et la stabilité des méthodes.

Au fur et à mesure que la recherche sur les fonctions physiologiques de la curcumine continue de s’approfondir, le marché des produits à base de curcumine en fait de même. Les futures orientations de recherche pourraient envisager d’améliorer le niveau de synthèse microbienne de la curcumine ou d’augmenter la teneur en curcuma et d’optimiser le processus d’extraction. En outre, l’introduction de nouveaux matériaux est également l’une des directions chaudes de recherche pour l’application de la modification de la curcumine. En termes d’applications médicales futures, bien que de nombreuses expériences cellulaires et essais cliniques aient montré que le mécanisme de la curcumine est lié à différentes voies de signaux intracellulaires, le mécanisme moléculaire de la curcumine interagissant avec diverses voies de signaux n’a pas encore été spécifiquement éludé. Par conséquent, des recherches plus approfondies devraient être menées sur son mécanisme d’action. En termes d’applications alimentaires futures, la curcumine existe encore actuellement comme colorant ou conservateur, et à l’avenir, elle peut être caractérisée par ses fonctions physiologiques pour augmenter la valeur ajoutée de ces aliments.

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