Quel est l’avantage de l’extrait de gingembre et son utilisation dans l’emballage alimentaire?

Le gingembre (Zingiber officinale Roscoe), une herbe vivace de la famille du gingembre, est principalement cultivé et utilisé dans certains pays d’asie du sud-est. Il a un goût parfumé et épicé et peut être utilisé comme condiment, épice, complément alimentaire, et la médecine traditionnelle. Actuellement, selon les données de l’organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) pour 2022, la Chine est l’un des#39; S principaux producteurs de gingembre [1]. Dans sa longue histoire d’utilisation et de consommation, le gingembre a non seulement été apprécié comme un délice, mais a également une variété de propriétés pharmacologiques et a été utilisé dans l’alimentation et la médecine. Par exemple, le gingembre peut être utilisé comme thé ou boisson santé pour prévenir les rhumes, les vomissements et soulager la fatigue[2]. En outre, le gingembre est un composant important de la préparation ayurvédique "Trikatu". Trikatu peut être utilisé en combinaison avec d’autres médicaments pour traiter l’asthme, la bronchite, la dysenterie, la fièvre et les infections intestinales [3].

En Chine, le gingembre est également largement utilisé comme supplément de restauration populaire, aliment médicinal ou comme phytothérapie chinoise dans la médecine traditionnelle chinoise [4]. L’édition 2020 de la pharmacopée chinoise comprend trois produits contenant du gingembre: le gingembre frais, le gingembre séché et le gingembre frit. En résumé, le gingembre est une culture importante à valeur économique, ornementale et même médicinale comestible. Sa nutrition et sa valeur sont largement reconnues et il est profondément aimé par les gens. Il rencontre les consommateurs ' Besoins pour une alimentation saine, l’apport nutritionnel et la thérapie diététique, et est devenu l’une des épices essentielles et les légumes de promotion de la santé dans la vie. Il a une grande valeur d’utilisation et des perspectives de développement, qui a non seulement attiré l’attention de multiples domaines scientifiques, mais est également l’une des sources naturelles les plus recherchées au cours de la dernière décennie. La Figure 1 montre les efforts continus de la communauté de la recherche, comme en témoigne le nombre de publications sur cette source naturelle. Ce produit naturel a été vigoureusement exploré ces dernières années, ce qui peut être lié à la croissance des marchés des compléments alimentaires et des nutraceutiques en raison de l’épidémie de coronavirus.

Avec le développement rapide de laIndustrie du gingembreEt la science et la technologie, les gens ont mené des recherches approfondies sur la composition nutritionnelle et la valeur fonctionnelle du gingembre, ce qui confirme en outre que le gingembre a une valeur médicinale élevée et des fonctions de soins de santé. Le gingembre a été extrait par diverses méthodes pour découvrir davantage de ses activités biologiques, afin de promouvoir l’utilisation complète et le traitement en profondeur du gingembre. À ce jour, une variété de composants bioactifs importants ont été extraits du gingembre, tels que des polysaccharides, des terpénoïdes, des composés phénoliques, etc. [1,5], et il a été trouvé que ces composés ont des effets antioxydants [6], antibactériens [7] [traduction], anti-inflammatoires [8], anticancéreux [9], et hypoglycémiques [10]. La Figure 2résume les substances actives importantes du gingembre et leurs activités biologiques. De nombreuses techniques telles que l’extraction assistée par ultrasons, la séparation par solvant organique et la détection par chromatographie liquide à haute performance ont été utilisées pour extraire, traiter, séparer et analyser ces ingrédients actifs du gingembre afin de mieux comprendre leurs activités. De nombreux produits de gingembre ont été développés sur la base de ces activités, et ces produits concernent les domaines de l’alimentation, de la pharmacie ou des cosmétiques.

Ces dernières années, l’utilisation des ressources végétales pour créer des polymères naturels durables, verts et non toxiques a attiré une attention considérable afin de réduire la production et l’accumulation de déchets agricoles et de matériaux synthétiques non dégradables. À l’heure actuelle, de nombreuses substances actives végétales sont largement utilisées dans les matériaux d’emballage alimentaire. Ces substances actives ont généralement des effets antioxydants et antibactériens, ce qui peut améliorer la sécurité et prolonger la durée de conservation des aliments emballés [11]. Le gingembre, en tant que culture naturelle, peut être utilisé comme matériau durable et respectueux de l’environnement. Son extrait, combiné à d’autres polymères naturels, peut améliorer les propriétés mécaniques et de barrière à l’oxygène de l’emballage [12]. Ses excellentes propriétés antibactériennes et antioxydantes en font l’un des meilleurs candidats pour les applications d’emballage alimentaire. Cet article résume et discute principalement les types et les activités biologiques des extraits de gingembre, ainsi que les progrès de la recherche sur les substances actives du gingembre dans les applications d’emballage alimentaire. Il clarifie les principaux principes actifs et les points de recherche du gingembre en tant que plante médicinale et comestible, et fournit des conseils et un soutien théorique pour l’utilisation complète et le traitement en profondeur du gingembre, en vue de fournir la base de connaissances théoriques nécessaires à la recherche et au développement approfondies des produits à base de gingembre et d’exploiter le potentiel de prévention des maladies, et d’améliorer sa biodisponibilité.

1 Types et activités biologiques des extraits de gingembre

Le gingembre contient de nombreux composants chimiques, y compris des polysaccharides, des terpénoïdes, des composés phénoliques, etc., qui donnent au gingembre une variété d’activités biologiques, comme antioxydant, anti-inflammatoire, antibactérien et anticancéreux, ainsi que d’autres effets protecteurs, bénéfiques pour la santé. Cependant, la quantité et la qualité de ces composés bioactifs dépendent en grande partie de la technologie d’extraction, qui non seulement favorise le développement de technologies futures pour extraire plus efficacement les ingrédients actifs du gingembre, mais maximise également l’activité biologique du gingembre. Les ingrédients actifs spécifiques du gingembre et leurs activités biologiques sont résumés dans le tableau 1.

1.1 Types d’extrait de gingembre

1. 1. 1 Polysaccharides

Les polysaccharides dérivés de plantes sont largement attractifs dans les industries alimentaires, pharmaceutiques et cosmétiques en raison de leurs multiples avantages pour la santé, tels que les effets antioxydants [13], antitumoraux [14], anti-grippaux [15], hypoglycémiques [16] [traduction] et immunomodulateurs [17] [traduction]. Parmi eux, les polysaccharides au gingembre ont attiré l’attention dans les domaines biologique et médical ces dernières années en raison de leurs riches propriétés biologiques et leurs effets pharmacologiques.

La structure des polysaccharides de gingembre est très complexe, et ses caractéristiques structurelles comprennent principalement la composition et la séquence des monosaccharides, le poids moléculaire, et la position et la conformation des liaisons glycosidiques. Les Polysaccharides sont des polymères de monosaccharides liés par des liaisons glycosidiques. La plupart des polysaccharides sont composés de galactose, de glucose, de mannose, d’arabinose, de rhamnose et de xylose. En outre, des acides uroniques, y compris l’acide glucuronique et l’acide galacturonique, sont détectés dans certains polysaccharides. La diversité de la composition des monosaccharides et du rapport molaire de ces polysaccharides est affectée par de nombreux facteurs, tels que les matières premières, les méthodes d’extraction et les méthodes de séparation et de purification [18,19]. Il existe de nombreuses méthodes d’analyse de la structure des polysaccharides, y compris non seulement des méthodes d’analyse instrumentales telles que la chromatographie liquide à haute performance (HPLC), la spectroscopie infrarouge (IR), la résonance magnétique nucléaire (RMN), la chromatographie en phase gazeuse (GC), la spectrométrie de masse (MS), la chromatographie en phase gazeuse - spectrométrie de masse (GC-MS), etc., ainsi que des méthodes chimiques telles que l’analyse de méthylation, l’hydrolyse acide, et l’oxydation périodate, Et des méthodes biologiques telles que la digestion spécifique de la glycosidase et des méthodes immunologiques.

La structure chimique des polysaccharides est la base de leur activité biologique. De nombreuses études ont montré que le poids moléculaire des polysaccharides est étroitement lié à une variété d’activités biologiques, et qu’un poids moléculaire approprié est l’une des conditions nécessaires pour que les polysaccharides présentent une activité pharmacologique. Chen et al. ont utilisé deux méthodes différentes pour extraire les polysaccharides des résidus de gingembre et ont déterminé qu’ils avaient des poids moléculaires différents, qui à leur tour avaient des activités antioxydantes différentes [19]. De plus, la composition en monosaccharides des polysaccharides végétaux est un facteur important affectant leur activité biologique. Wang et al. ont utilisé la même méthode d’extraction pour extraire deux polysaccharides, GP1 et GP2, de la même matière première. Leurs compositions monosaccharidiques sont différentes. La GP1 peut avoir une activité anti-tumorale, tandis que la GP2 présente une activité antioxydante [20]. Lorsque la composition des monosaccharides est différente, même s’ils ont le même effet pharmacologique, la force est également différente. Jing et al. ont montré que les deux polysaccharides du gingembre ZOP et ZOP-1 ont des effets antioxydants significatifs, mais l’activité antioxydante du ZOP-1 est significativement plus élevée que celle du ZOP [13]. Lorsque la composition du monosaccharide est la même, le rapport molaire affecte également l’activité biologique du polysaccharide. Chen et al. ont confirmé que les polysaccharides de gingembre isolés à l’aide de l’extraction à l’eau chaude et de l’extraction par solution alcaline, qui ont différents rapports molaires de composition monosaccharidique, présentent différentes activités antioxydantes [18].

L’isolement et la purification efficaces des polysaccharides du gingembre est une condition préalable majeure pour étudier la structure et l’activité biologique des polysaccharides du gingembre. Afin de maximiser l’efficacité d’extraction des polysaccharides macromoléculaires biologiquement actifs du gingembre, les chercheurs ont mené une série d’études sur les stratégies de purification. À l’heure actuelle, il existe de nombreuses méthodes pour isoler et purifier les polysaccharides de gingembre, y compris l’extraction à l’eau chaude, l’extraction assistée par des enzymes, l’extraction assistée par micro-ondes et l’extraction assistée par ultrasons. Chaque méthode a ses propres avantages et inconvénients [18]. Avec le développement de la science et de la technologie et l’intégration de multiples disciplines, la recherche et le développement de méthodes d’extraction avec des taux d’extraction plus élevés et qui garantissent que l’activité biologique des polysaccharides ne soit pas endommagée autant que possible est actuellement un point critique et un centre d’intérêt de la recherche. Bien que les recherches sur les polysaccharides du gingembre ne se soient jamais arrêtées, d’autres recherches sont encore nécessaires en termes de méthodes de purification, de structure et d’activité biologique. À l’avenir, la structure des polysaccharides de gingembre peut être modifiée pour améliorer leur activité biologique inhérente ou générer de nouvelles activités biologiques. De plus, il est crucial de renforcer la recherche sur la relation structure-activité des polysaccharides modifiés du gingingd et de clarifier la corrélation entre la caractérisation structurale des sites modifiés, la quantité et l’activité.

1. 1.2 terpènes

L’odeur du gingembre est principalement déterminée par sa teneur en huile volatile, également connu sous le nom de terpènes, qui se composent de monoterpènes et sesquiterpènes. Le rendement varie de 1% à 3% [21] et est la source de l’odeur agréable, du goût piquant et de nombreuses activités pharmacologiques. Les monoterpènes ont une colonne vertébrale en carbone avec deux unités d’isoprène (squelette C10), et certains ont une ou deux unités de cycloalkane, comme le cyclopropane, le cyclobutane et le cyclohexane. Actuellement, les monoterpènes comprennent principalement les principes actifs eucalyptol, citral, limonène, linalol et pinène. L’eucalyptus est un éther cyclique et le composant principal de l’huile essentielle d’eucalyptus. Il est connu pour avoir des effets anti-inflammatoires, antibactériens, anti-hypertenseurs, antispasmodiques, analgésiques et anti-anxieux [22,23]. Citral est un isomère à double liaison et un mélange de citronellal et de géranial, avec la plus forte teneur en huile essentielle de gingembre [24]. Il a un fort arôme de citron. Par conséquent, citral a été utilisé comme arôme et additif alimentaire sans danger. Il a également des effets protecteurs du foie et anti-inflammatoires [25]. Le limonène est un monoterpène cyclique qui est le principal composant de l’huile de zeste d’agrumes. Il est utilisé comme agent anticancéreux, antiviral, anti-inflammatoire et antibactérien [26] et a également pour effet de dissoudre les calculs biliaires et de soulager le reflux gastro-oesophagien [27]. Le linalol est un alcool terpène trouvé dans les plantes sous forme de deux énantiomères et est connu pour avoir des effets anti-inflammatoires, anticancéreux, antibactérien, analgésique, anti-anxiété, antidépresseur et neuroprotecteur [28].

Le pinène est un monoterpène bicyclique qui se présente sous forme de deux isomères (α- et β-) et est utilisé comme agent aromatisant. Il a des effets gastroprotecteurs, anxiolytiques, anticonvulsivants, neuroprotecteurs, antioxydants et anti-pancréatites [29]. Sesquiterpènes sont caractérisés par avoir trois unités d’isoprène (squelette C15) et sont les principaux composants des huiles essentielles dans la nature. Le β-élémene est l’un des stéréoisomères du groupe des élémene et se trouve dans la nature en tant que composant des arômes floraux et des phéromones d’insectes.

Il a été rapporté que le bêta-élémène a des effets anticancéreux [30]. Le farnesène existe sous forme de six isomères et se trouve dans la nature comme composant des huiles essentielles et des phéromones. Il est utilisé industriellement comme solvant, émollient, vitamine et biocarburant [31]. La zéatine est un sesquiterpène cyclique à trois liaisons doubles qui est hautement réactif et utilisé comme agent anticancéreux [32], agent antimicrobien et parfum [33].

En résumé, ces composés volatils confèrent à l’huile essentielle de gingembre sa saveur et son arôme caractéristiques ainsi que ses activités antimicrobiennes et antioxydantes. Ses activités biologiques sont directement liées à sa composition chimique, dont le contenu et la composition peuvent varier selon l’espèce et être influencés par la méthode d’extraction, l’origine, les conditions de croissance, le moment de la récolte et d’autres facteurs. Au cours des dernières années, l’attention a été portée à l’utilisation de l’huile essentielle de gingembre dans la conservation des aliments, et son potentiel en tant que conservateur naturel et efficace des aliments a été compris, ce qui peut avoir un impact significatif sur la salubrité et la qualité des aliments.

1. 1.3 composés phénoliques

Les composés phénoliques sont des composants non volatils et les principaux ingrédients bioactifs du gingembre. Il s’agit de gingerols, de shogaols, de paradols et de zingerone, dont la conversion est illustrée à la Figure 3. Les Gingerols se trouvent dans le rhizome de gingembre sous forme de liquide jaune piquant, mais peuvent également former des solides cristallins à faible fusion, ce qui contribue à l’activation des récepteurs d’épices sur la langue. Il existe six congénères de gingerol, qui se distinguent par la longueur de la chaîne latérale alkylique ramifiée. Le 6-Gingerol est le composé le plus abondant, tandis que les 4-, 7-, 8-, 10- et 12 gingerols sont moins abondants [34]. On sait que les gingerols ont des effets anticancéreux, anti-inflammatoires et antioxydants [35].

Les Gingerols peuvent être convertis en shogaols par des réactions de déshydratation causées par le chauffage, de sorte qu’une grande quantité de shogaols peut être détectée dans le gingembre traité thermiquement, dont le 6-gingerol est le congénère le plus abondant dans le gingembre séché. La conversion du shogaol en shogaolide pendant le traitement thermique est grandement affectée par les conditions de chauffage et la température. Jung et al. ont constaté que la teneur en 6-gingerol produit dans des conditions de chaleur humide était beaucoup plus élevée que celle produite dans des conditions de chaleur sèche, et que des températures élevées pourraient augmenter le taux de conversion du shogaolide en raccourcissant le temps de traitement thermique [36]. Plusieurs rapports ont montré que les shogaols ont de meilleures propriétés pharmacologiques que les shogaols, en particulier leurs effets neuroprotecteurs, antioxydants et anti-inflammatoires [37] [traduction]. Des études ont montré que la cétone α, β insaturée dans le 6-gingénol pourrait être la base moléculaire de son activité biologique plus grande que le 6-gingérol [38]. Les Paradols sont des métabolites de la biotransformation non irritante des shogaols [39] et sont connus pour avoir des effets anticancéreux, anti-inflammatoires, cardioprotecteurs et neuroprotecteurs [40]. Le Shogaol, également connu sous le nom de vanillylacétone, est un produit formé lorsque le gingerol subit une réaction aldol lors du séchage ou du traitement thermique [40]. Shogaol a été signalé pour avoir divers effets et activités, tels que anti-inflammatoire, hypoglycémique, antidiarrhéique, antispasmodique, anticancéreux, antiémétique, anxiolytique, antithrombotique, radioprotection et antimicrobien biologique

Activités [41].

Ces dernières années, il y a eu une forte augmentation de la demande pour des extraits d’oléorésine de gingembre de haute qualité contenant des composés phénoliques tels que les shogaols et les gingerols, qui ont des bienfaits pour la santé. Des températures plus basses et des temps d’exposition plus courts, tels que l’extraction assistée par ultrasons et par des enzymes, permettent d’obtenir des extraits de haute qualité avec une teneur élevée en 6-gingerol [42,43]. Les traitements à haute chaleur, tels que l’extraction assistée par micro-ondes et par liquide sous pression, donneront une teneur plus élevée en 6-gingerol [44,45]. Pendant ce temps, l’extraction par fluide supercritique utilise du CO2 non toxique, ce qui améliore la qualité et la sécurité de l’extrait [46]. Bien que ces technologies d’extraction vertes présentent de nombreux avantages environnementaux, économiques et sociaux, il reste encore de nombreux défis à relever à l’avenir. La poursuite du développement des composés bioactifs dans les extraits d’oléorésine de gingembre en tant qu’ingrédients fonctionnels pour des applications alimentaires, pharmaceutiques ou cosméceutiques est un autre domaine important qui mérite d’être exploré.

1.1.4 diarylheptanoïdes

En plus des ingrédients actifs mentionnés ci-dessus, le gingembre contient également des diarylheptanoïdes, qui se composent de deux groupes aryliques reliés par une chaîne heptane et sont divisés en formes linéaires (curcuminoïdes) et cycliques. La curcumine est le composant principal du gingembre, à l’origine isolé du curcuma dans la famille du gingembre, mais il est également présent comme composant principal dans le gingembre.

 Il a été rapporté que la curcumine a des effets pharmacologiques antioxydants, anti-ulcère, anticancéreux, cardioprotecteurs, antidiabétiques, antipaludiques, antibactériens et neuroprotecteurs [47,48,49].

1. 1.5 autres ingrédients actifs

Le mélange de substances chimiques dans le gingembre, comme l’huile essentielle de gingembre, et certains composants non volatils sont préparés en extrayant avec des solvants tels que l’éthanol et l’eau, ou en pulvérisant des racines de gingembre fraîches ou séchées ou en les utilisant comme infusion. Ces extraits ont des effets anticancéreux en plus des effets neuroprotecteurs, cardioprotecteurs et hypoglycémiques [50,51]. De plus, afin de renforcer l’effet thérapeutique du mélange de composants du gingembre et d’autres substances chimiques, des systèmes d’administration de médicaments à base de nano-capsules, tels que des liposomes, des nanoparticules lipidiques solides, des particules lipidiques nanostructurées, des nanoémulsions et des complexes de cyclodextrine, ont été développés ou proposés [52], pour aider le gingembre à mieux exercer son activité biologique dans le corps et à augmenter sa biodisponibilité orale.

1.2 activité biologique

1.2.1 activité antioxydante

Il est bien connu qu’un excès de radicaux libres tels que les espèces réactives d’oxygène (ROS) est la cause de nombreuses maladies chroniques, et le gingembre a une activité antioxydante élevée. Dugasani et al. ont constaté que le 6-, 8- et 10 gingerols et le 6-gingénol ont tous une forte activité antioxydante, le 6-gingerol ayant l’activité la plus faible et le 10-gingerol ayant l’activité antioxydante la plus élevée de tous les gingerols [53]. Ji et al. ont démontré le potentiel de l’oléorésine de gingembre en tant qu’antioxydant efficace et protecteur contre les rayonnements [54]. De plus, l’extrait de gingembre peut réduire la production de ROS et la peroxydation des lipides en stimulant l’expression de plusieurs enzymes antioxydantes, présentant ainsi des effets antioxydants [55]. L’extrait de gingembre a également un effet protecteur et antioxydant contre la néphrotoxicité induite par le cadmium [56] et contre l’hépatotoxicité induite par l’acétate de plomb [56]. De plus, la capacité antioxydante de l’extrait de gingembre est liée au solvant d’extraction. Yeh et al. ont comparé la capacité antioxydante de l’extrait d’éthanol de gingembre et de l’extrait d’eau et ont constaté que l’extrait d’éthanol de gingembre avait une plus grande activité antioxydante TEAC et FRAP [58]. En résumé, de nombreuses études In vitro et In vivo ont montré que le gingembre et ses composés bioactifs ont une forte activité antioxydante. L’effet principal est d’équilibrer la production de radicaux libres, d’améliorer le corps et#39; S système de défense, et jouent également un rôle régulateur dans l’enzyme antioxydante ou système enzymatique.

1.2.2 activité anti-inflammatoire

L’inflammation peut être définie comme une réponse protectrice du corps qui se produit après une invasion microbienne, une exposition aux antigènes et des dommages aux cellules et aux tissus. Il implique une interaction complexe entre de nombreux types de cellules, médiateurs, récepteurs et voies de signaux. Des études ont montré que le NF-κB joue un rôle clé dans la neuroinflammation, que l’activation du ppar-γ peut réguler le métabolisme et l’inflammation, et que le gingembre et ses différents composés actifs ont une activité anti-inflammatoire, comme on le sait depuis longtemps. Han et al. ont démontré que le 6-gingerol exerce un effet anti-inflammatoire en inhibant la production de médiateurs inflammatoires induits par les LPS en activant ppar-γ, inhibant ainsi l’activation NF-κB induite par les LPS pour exercer un effet anti-inflammatoire [59] [traduction]. Zhang et al. ont trouvé que les nanoparticules chargées de 6-gingénol peuvent soulager les symptômes de la colite induite par le sulfate-dextran de sodium et accélérer la réparation des plaies de colite en régulant les niveaux d’expression des facteurs pro-inflammatoires et anti-inflammatoires [60].

Plusieurs études ont montré que 6-gingerol a également une activité anti-inflammatoire. Saha et al. ont démontré que le 6-gingerol exerce une activité anti-inflammatoire en régulant la voie NF-κB et en réduisant les niveaux de protéines et d’arnm d’il-8, IL-6 et IL-1β dans l’inflammation induite par Vibrio cholerae dans les cellules épithéliales intestinales [61]. D’autres ingrédients actifs du gingembre ont également montré une activité anti-inflammatoire. Par exemple, l’extrait de gingembre et le gingerol ont amélioré la colite induite par l’acide trinitrobenzènesulfonique en régulant les voies NF-κB et interleukine-1β [62]. Le gingembre peut également prévenir la colite induite par les anticorps anti-CD3 en réduisant la production de TNF-α et l’activation de l’akt et du NF-κB [63]. Et Teng et al. ont constaté que les nanoparticules d’exosome de gingembre ' Le microarn améliore la colite de la souris en induisant la production d’il-22 (un facteur d’amélioration de la fonction barrière) [64]. En résumé, il a été démontré que le gingembre et ses composés actifs soulagent efficacement l’inflammation, en particulier dans les maladies inflammatoires de l’intestin. Le mécanisme anti-inflammatoire du gingembre peut être lié à l’inhibition de l’activation de l’akt et du NF-κB, à l’amélioration des cytokines anti-inflammatoires et à la réduction des cytokines pro-inflammatoires. Il convient de noter que l’application de nanoparticules de gingembre est d’une grande aide dans l’amélioration des maladies inflammatoires dans l’intestin, y compris la prévention et le traitement correspondants.

1.2.3 Neuroprotection

Certaines personnes, en particulier les personnes âgées, courent un risque élevé de développer des maladies neurodégénératives telles que la maladie d’alzheimer' S maladie (ma), Parkinson&#La prévalence de ces maladies augmente avec l’âge. De nombreuses études ont montré que le gingembre peut avoir un effet positif sur la fonction de mémoire et un effet neuroprotecteur contre ces maladies chroniques incurables, et peut même aider dans le traitement et la prévention des maladies neurodégénératives. À Alzheimer' maladie S, Zeng et al. ont rapporté que l’extrait de gingembre à forte dose peut améliorer l’apprentissage et la mémoire [65]. Karam et al. ont démontré la capacité neuroprotectrice et thérapeutique du gingembre en montrant que les rats AD traités par le gingembre présentaient une augmentation significative des taux d’acétylcholine, une diminution de l’activité de l’acétylcholinestérase et la disparition des plaques amyloïdes [55]. À Parkinson' S maladie, Moon et al. ont constaté que les composés actifs dans le gingembre peuvent réduire le dysfonctionnement cognitif de la maladie en inhibant la réponse inflammatoire, en augmentant les niveaux de NGF, et en améliorant la formation synaptique dans le cerveau de la ma [66]. P P

Ark et al. ont rapporté que 6-gingerol peut améliorer les troubles de la coordination motrice et le retard moteur dans la PD, en exerçant un effet neuroprotecteur [67]. En outre, Ho et al. ont constaté que le 10-gingerol dans le gingembre frais a de fortes propriétés anti-neuroinflammatoires. Il inhibe l’expression de gènes pro-inflammatoires en bloquant l’activation du NF-κB, ce qui entraîne une diminution des niveaux de NO, IL-1β, IL-6 et TNF-α [68]. Une autre étude a révélé que le 6-déshydrogingerol a un effet cytoprotecteur contre les dommages aux cellules neuronales induits par le stress oxydatif [69]. De plus, le récepteur TRV1 a été trouvé dans les systèmes nerveux périphérique et central et joue un rôle important dans la transmission et la régulation de la douleur. Il a été rapporté que le gingembre était actif dans le récepteur TRV1 [70]. Les études ci-dessus ont révélé que le gingembre et ses composés bioactifs présentent des effets protecteurs contre les maladies neurodégénératives telles que la ma et la mp.

1.2.4 activité antibactérienne

La propagation des bactéries et des champignons a toujours été un problème grave qui afflige les gens et#39; S santé. L’utilisation prolongée d’antimicrobiens a entraîné une résistance bactérienne, et la formation de biofilms est une cause importante d’infection bactérienne et de résistance aux antimicrobiens. Pour résoudre ce problème, plusieurs herbes et épices ont été développées en agents antimicrobiens naturels et efficaces contre de nombreux microorganismes pathogènes. Au cours des dernières années, on a signalé que le gingembre avait une activité antimicrobienne. Une étude a révélé que le gingembre inhibait la croissance de diverses souches résistantes aux médicaments, y compris Pseudomonas aeruginosa, en affectant l’intégrité de la membrane et en inhibant la formation de biofilm [71].

Un extrait brut et une fraction méthanol de gingembre ont inhibé la formation de biofilm, la synthèse de glucane et l’adhésion de Streptococcus mutans en régulant vers le bas les gènes de virulence [72]. D’autres résultats de recherche ont montré que l’huile essentielle de gingembre a des propriétés antibactériennes. Wang et al. ont démontré que l’huile essentielle de gingembre a une excellente activité antibactérienne contre Staphylococcus aureus et Escherichia coli, le premier étant plus sensible à l’huile essentielle de gingembre que le second. Le mécanisme antibactérien est que l’huile essentielle de gingembre cause des dommages à la membrane cellulaire bactérienne, des fuites de macromolécules telles que les protéines et les acides nucléiques, et finalement conduit à une diminution de l’activité métabolique bactérienne et la mort [73]. En résumé, ginger a Il a été démontré pour inhiber la croissance de différentes bactéries et champignons.

1.2.5 activité de lutte contre le cancer

Le Cancer est l’une des principales causes de décès, et certains produits naturels tels que les fruits et les plantes ont été largement étudiés pour leur activité anticancéreuse. Un grand nombre d’études in vitro et in vivo sur les extraits de gingembre ont montré que le gingembre et ses ingrédients actifs peuvent éliminer ou inhiber le développement de différents types de cancer. Il a été constaté que la supplémentation en extrait de gingembre peut réduire la prolifération des muqueuses du côlon et favoriser l’apoptose chez les patients à haut risque de cancer colorectal [6]. Le 6-gingerol, le 10-gingerol, le 6-shogaol et le 10-shogaol ont un effet anti-prolifératif sur les cellules cancéreuses de la prostate humaines en régulant vers le bas l’expression de diverses protéines liées à la résistance aux médicaments [74], ont un effet antiprolifératif sur les cellules cancéreuses de la prostate humaines en régulant vers le bas l’expression de diverses protéines liées à la résistance aux médicaments [74].

Le 6-Gingerol peut également inhiber la croissance des cellules d’adénocarcinome cervical humain [75]. L’extrait de gingembre peut également prévenir le cancer du sein en augmentant l’expression du gène suppresseur de tumeur p53 et en réduisant le niveau de NF-κB dans le tissu tumoral pour favoriser l’apoptose [76]. Les nanopoints de carbone fluorescents préparés à partir de gingembre peuvent contrôler efficacement la croissance des tumeurs causées par les cellules cancéreuses du foie humaines chez les souris nues. Une expérience in vitro a révélé que les nanopoints de carbone de gingembre augmentaient la teneur en ROS dans les cellules cancéreuses du foie, augmentant ainsi l’expression de p53 et favorisant l’apoptose [77]. L’extrait de gingembre et le 6-gingénol ont inhibé la croissance des cellules cancéreuses du pancréas humain sans effets indésirables graves [78]. En résumé, le gingembre peut prévenir et traiter plusieurs types de cancer, tels que le cancer colorectal, le cancer de la prostate, le cancer du sein, le cancer du col de l’utérus, le cancer du foie et le cancer du pancréas. Le mécanisme anticancéreux est principalement lié à l’induction de l’apoptose et à l’inhibition de la prolifération des cellules cancéreuses.

1.2.6 activité hypoglycémique

Le diabète est un trouble métabolique grave causé par une carence en insuline ou une résistance à l’insuline, entraînant une glycémie anormalement élevée. De nombreuses études ont évalué les effets antidiabétiques du gingembre et de ses principaux ingrédients actifs. Sampath et al. ont constaté que le 6-gingerol peut réduire les niveaux plasmatiques de glucose et d’insuline chez les souris obèses causées par un régime riche en graisses [79]. Wei et al. ont constaté que le 6-paradol et le 6-gingénol favorisent l’utilisation du glucose en augmentant la phosphorylation AMPK. De plus, le 6-Paradol a considérablement réduit le taux de glucose dans le sang [7]. Li et al. ont constaté que l’extrait de gingembre peut améliorer la sensibilité à l’insuline chez les rats atteints du syndrome métabolique, ce qui peut être lié à l’amélioration du métabolisme énergétique par le 6-gingerol [80]. Dongare a découvert que l’extrait de gingembre peut réduire les changements dans la microvasculaire rétinienne chez les rats diabétiques induits par la streptozotocine [81]. En résumé, ces études suggèrent que le gingembre et ses composés bioactifs pourraient prévenir et traiter le diabète et ses complications en abaissant les niveaux d’insuline et en augmentant la sensibilité à l’insuline.

1.2.7 autres activités biologiques

En plus des activités mentionnées ci-dessus, le gingembre a également des effets protecteurs sur le système respiratoire et des effets protecteurs anti-nausées, antiémétiques et cardiovasculaires. Les herbes naturelles ont une longue histoire d’utilisation dans le traitement des maladies respiratoires telles que l’asthme, et le gingembre est l’un de ces traitements. Dans certaines études, le gingembre et ses composés bioactifs ont montré des effets protecteurs contre les maladies respiratoires. Par exemple, le 6-gingerène, le 8-gingerol et le 6-gingerol peuvent induire une relaxation rapide des muscles lisses des voies respiratoires humaines [82]. De plus, le gingembre peut améliorer l’asthme allergique [83] [traduction]. Le gingembre est traditionnellement utilisé pour traiter les symptômes gastro-intestinaux. Des recherches antérieures ont montré que le gingembre peut réduire les vomissements, le mal des transports et les nausées causées par la grossesse, tandis que des études récentes se sont concentrées sur le gingembre et#39; S effet préventif sur les nausées et vomissements postopératoires et chimiothérapeutiques. Un essai à double insu, randomisé et contrôlé contre placebo A montré que la supplémentation en gingembre améliorait la qualité de vie associée à la nausée chez les patients après la chimiothérapie [84] [traduction]. De plus, le gingembre peut soulager les nausées causées par les médicaments antituberculeux et les traitements antirétroviraux, et réduire la fréquence des crises de nausées légères, modérées et sévères chez les patients [85] [traduction]. En général, le gingembre présente des effets protecteurs cardiovasculaires en réduisant Hypertension et amélioration de la dyslipidémie. Des études ont montré que l’extrait de gingembre a un effet vasoprotecteur sur les artères coronaires porcines en inhibant la NO synthase et la cyclooxygénase [86] [traduction].

2  Application d’extrait de gingembre sur les emballages alimentaires

Les aliments sont sensibles à divers facteurs environnementaux, comme l’humidité, la lumière, l’oxygène et les microorganismes, qui peuvent causer la détérioration des aliments [87]. De plus, les problèmes de salubrité des aliments causés par les résidus de pesticides, les métaux lourds et les toxines microbiennes peuvent avoir une incidence directe sur la santé des consommateurs [88]. Les pathogènes d’origine alimentaire comme Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes et Campylobacter jejuni peuvent même causer des maladies humaines comme des maladies gastro-intestinales et neurologiques [89]. L’emballage alimentaire est un élément important de la science et de la technologie alimentaires. Sa fonction principale est de protéger son contenu contre la détérioration causée par des microorganismes et d’autres organismes, d’assurer la qualité et la sécurité du produit et de prolonger la durée de conservation. Elle contribue non seulement à une chaîne de valeur alimentaire durable et à la réduction du gaspillage alimentaire, mais permet également aux consommateurs de manger des aliments sains et hygiéniques.

En outre, il peut également afficher des informations sur les produits pour aider à la commercialisation et à la distribution des produits. Les matériaux d’emballage sont variés, allant du simple emballage en papier au métal, au verre et au plastique, en fonction des différences individuelles de chaque produit. Cependant, cette méthode d’emballage traditionnelle génère la plupart des déchets solides, polluant l’environnement. Les matériaux utilisés ne sont pas biodégradables, non seulement nuisant à l’environnement, mais pouvant également affecter la santé humaine en répandant la pollution par l’eau, le sol et l’air. À ce jour, la production et l’utilisation de matériaux non biodégradables tels que les matériaux d’emballage alimentaire ont considérablement augmenté, causant de plus en plus de dommages à la nature. Ces dernières années, avec l’amélioration de people&#La qualité et la sécurité des aliments sont de plus en plus soumises à des exigences élevées. Les gens ont pris conscience de l’importance des emballages alimentaires dans la protection des aliments et prennent progressivement conscience de l’importance de l’écologie naturelle et de leur propre santé. Afin de répondre à la demande croissante en matière de durabilité et de sécurité environnementales, de plus en plus de recherches ont été orientées vers le développement de matériaux d’emballage alimentaire qui peuvent se dégrader rapidement dans l’environnement [90].

Les biopolymères sont des polymères moléculaires de type chaîne composés d’unités monomères liées par des liaisons covalentes. Ils ont la capacité de se dégrader ou de se désintégrer par l’action d’organismes naturels, laissant derrière eux des sous-produits organiques écologiques comme le CO2 et H2O. En raison de leur abondance, de leur renouvelabilité et de leur biodégradabilité, ils sont considérés comme une solution de rechange aux matériaux non biodégradables comme ceux fabriqués à partir du pétrole [91]. Dans le passé, les types de biopolymères les plus courants utilisés dans les applications d’emballage alimentaire étaient les produits naturels tels que les glucides (amidon, cellulose, chitosan, agar), les protéines (gélatine, protéine de lactosérum, collagène), etc.

Aujourd’hui, les progrès scientifiques et technologiques ont conduit à la formation de biopolymères synthétiques, dont l’acide polylactique (PLA), la polycaprolactone (PCL), l’acide polyglycolique (PGA), l’alcool polyvinylique (PVA) et le succinate de polybutylène (PBS) [92]. Les avantages de ces biopolymères synthétiques comprennent la possibilité de créer des industries durables et des propriétés améliorées telles que la durabilité, la flexibilité, la brillance élevée, la transparence et la résistance à la traction. Les biopolymères peuvent être divisés en quatre catégories selon leurs sources, y compris les biopolymères naturels dérivés d’organismes naturels (p. ex., les ressources agricoles), les biopolymères synthétiques produits ou fermentés à partir de micro-organismes (p. ex., les polyhydroxyalkanoates PHA), les biopolymères synthétisés conventionnellement à partir de substances biologiques (p. ex., l’acide polylactique PLA) et les biopolymères synthétisés chimiquement à partir de produits pétroliers (p. ex., polycaprolactone PCL) [93]. Comme le montre la Figure 4, les biopolymères utilisés dans l’emballage des aliments et leur classification sont résumés.

Toutefois, comparativement aux matériaux conventionnels non biodégradables (en particulier les matériaux d’emballage fabriqués à partir du pétrole), l’utilisation de biopolymères comme matériaux d’emballage alimentaire ade mauvaises propriétés mécaniques (p. ex., une faible résistance à la traction) et des propriétés de barrière (p. ex., une grande perméabilité à l’eau). De plus, les biopolymères sont généralement fragiles, ont de faibles températures de distorsion thermique et ont une faible tolérance aux opérations de traitement prolongées [94]. Cependant, afin d’équilibrer les avantages de l’utilisation de biopolymères comme matériaux d’emballage, et en particulier pour répondre à la société&#Les besoins en matière de durabilité et de sécurité environnementale, de nombreuses études ont commencé à améliorer ces biopolymères pour les applications d’emballage alimentaire. Par exemple, les nanocomposites biosobased ont été reconnus comme un matériau d’emballage prometteur pour améliorer les propriétés mécaniques et barrières des biopolymères, ou l’ajout de certains biopolymères naturels d’origine végétale, animale ou microbienne en même temps, offrant une transition pour l’emballage alimentaire qui est durable, biodégradable et améliore sa performance [95]. Leurs propriétés antibactériennes et antioxydantes naturelles sont utilisées pour améliorer la sécurité des aliments emballés et prolonger leur durée de conservation.

Le gingembre possède d’excellentes propriétés antibactériennes et antioxydantes. Certains chercheurs ont étudié son application dans l’emballage alimentaire en extrayant les ingrédients actifs du gingembre, comme le montre le tableau 2. Saedi et al. ont préparé avec succès des films de cellulose régénérée transparents et flexibles en utilisant de la cellulose régénérée à partir de la pulpe de gingembre. L’incorporation de curcumine dans le film de cellulose régénérée a fourni une forte barrière UV ainsi que des activités antioxydantes et antibactériennes contre un large éventail d’agents pathogènes d’origine alimentaire tout en maintenant la transparence, ce qui s’est avéré approprié pour les applications d’emballage alimentaire [96].

Rahmasari et al. ont constaté que les films comestibles à base d’amidon de gingembre traités aux ultrasons avaient de meilleures propriétés mécaniques, de barrière, thermiques et antibactériennes, inhibant efficacement l’oxydation des lipides dans les échantillons de bœuf haché sans affecter négativement les propriétés sensorielles du bœuf haché [97]. Fasihi et al. ont découvert qu’un film biocomposite chargé d’huile essentielle de gingembre présentait d’excellentes propriétés de barrière contre les UV et la lumière, ainsi qu’une forte activité antioxydante et antibactérienne, qui pourrait être utilisé dans les applications d’emballage du pain [12]. Il a été démontré que l’ajout d’extrait de glycérine de gingembre à une formulation d’enduit comestible réduit efficacement la croissance d’aspergillus flavus peut réduire considérablement l’oxydation des noix, améliorant ainsi la qualité nutritionnelle et microbiologique des noix ainsi que leur innocuité et leur durée de conservation [98]. Zhang et al. ont incorporé de l’huile essentielle de gingembre dans un nanofilm à microémulsion, ce qui a non seulement modifié les propriétés mécaniques et de perméabilité à la vapeur d’eau du film, mais a également amélioré sa résistance aux bactéries pathogènes, aux bactéries de détérioration et à l’inhibition de l’oxydation des lipides, aidant ainsi à prolonger la durée de conservation de la viande fraîche [99].

En résumé, le gingembre peut être livré sous forme de nanoémulsions ou de particules solides. En plus d’être directement utilisé pour la conservation des aliments, il peut également être utilisé pour produire des films ou des revêtements d’emballage biodégradables, améliorant ainsi sa biodisponibilité et l’efficacité de conservation des aliments. En outre, le système de livraison protège le gingembre de l’environnement, offrant de bonnes propriétés de libération contrôlée et une résistance plus élevée et des propriétés antioxydantes pour la conservation des aliments, montrant d’excellentes capacités de conservation pour les aliments tels que le pain, la volaille, les fruits et légumes, et les produits de la mer. L’émergence de ces matériaux durables et biodégradables a considérablement amélioré les propriétés mécaniques et barrières des emballages, en prolongeant efficacement la durée de conservation, en améliorant la qualité des aliments, en améliorant la sécurité alimentaire et en fournissant aux consommateurs des produits plus frais et plus durables. Avec la croissance rapide de ces matériaux sur le marché, ils ont un avenir prometteur. La poursuite de la recherche et du développement dans ce domaine devrait produire des solutions d’emballage innovantes et respectueuses de l’environnement, marquant une étape clé vers un avenir plus durable pour l’emballage alimentaire.

3 Conclusion

Les composants du gingembre, tels que le shogaol, le gingerol et le zingerone, ont été identifiés et sont reconnus comme les principaux composés contenus dans le gingembre.Extrait de gingembre, donnant au gingembre une variété d’activités biologiques telles que l’anti-oxydation, l’anti-inflammation et l’antibactérien. Par conséquent, le gingembre peut être utilisé comme ingrédient dans des aliments fonctionnels ou des produits nutritionnels, et peut également être utilisé pour gérer et prévenir diverses maladies telles que le cancer, les maladies cardiovasculaires, le diabète, l’obésité, les maladies neurodégénératives, les nausées, les vomissements et les maladies respiratoires. Le mécanisme d’action spécifique mérite d’être approfondi. L’isolement et la purification de ces substances bioactives au gingembre demeurent un défi. À l’avenir, d’autres recherches seront menées sur leurs mécanismes d’action In vivo afin de mieux parvenir à une utilisation diversifiée du gingembre et de fournir une référence et une orientation pour son développement. Il est à noter que des essais cliniques sur le gingembre et ses différents composés bioactifs sont nécessaires pour démontrer leur efficacité chez l’homme pour ces maladies. Bien que les ressources en gingembre aient été progressivement développées et utilisées, la plupart d’entre elles ont été développées et utilisées séparément, et il y a un manque d’utilisation globale et centralisée du gingembre après la récolte et la transformation. Des études antérieures ont montré que les tiges, les feuilles et les résidus de gingembre sont également riches en ingrédients actifs et ont une certaine valeur médicinale et un potentiel de développement. En analysant la composition, la fonction et l’espace d’application des sous-produits de gingembre, l’utilisation secondaire et multiple des sous-produits de gingembre peut être utilisée pour former une série de méthodes de développement et d’utilisation de produits à grande échelle, qui peuvent non seulement réaliser une utilisation efficace des ressources et améliorer l’efficacité économique, mais également protéger l’environnement. Cette étude systématique approfondie du gingembre peut aider les gens à comprendre et à appliquer le gingembre à partir de plus de perspectives.

La recherche sur l’application du gingembre dans les emballages alimentaires a montré que les matériaux d’emballage alimentaire contenant des ingrédients actifs du gingembre ont des propriétés antibactériennes et antioxydantes élevées. Cependant, les films d’emballage ou les revêtements contenant des ingrédients de gingembre peuvent modifier les propriétés sensorielles des aliments, ce qui peut avoir un impact négatif. L’utilisation peut être améliorée et les changements sensoriels dans les aliments peuvent être réduits en exploitant les interactions synergiques entre le gingembre ou ses principaux composants, ou en les combinant avec des polymères aux propriétés antimicrobiennes et antioxydantes. Par ailleurs, choisir des aliments aux saveurs et aux arômes qui complètent ceux du gingembre peut réduire l’impact négatif sur les attributs sensoriels. Par conséquent, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour améliorer les systèmes fonctionnalisés de conservation des aliments contenant des ingrédients actifs de gingembre afin de répondre aux exigences de divers aliments et produits fabriqués en série, tels que l’amélioration de l’utilisation, le contrôle et la prolongation de la durée de conservation, tout en tenant compte des coûts d’investissement et de l’acceptation par le consommateur. Aujourd’hui, la plupart des recherches se limitent aux tests de laboratoire et n’ont pas été réalisées à l’échelle commerciale. Par conséquent, la faisabilité et la commercialisation de systèmes d’emballage biodégradables contenant des ingrédients actifs du gingembre doivent encore être approfondis.

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