4 métodos para la extracción de raíz de astrágalo

Astragalus se divide principalmente en dos tipos: Astragalus membranaceus y Astragalus mongholicus. Ambos se distribuyen en Heilongjiang, Mongolia interior, Jiangxi y otros lugares. El astrágalo es dulce y neutro en su naturaleza, con una temperatura ligeramente cálida. Tiene una historia medicinal de más de 2.000 años en China. El primer registro del astrágalo apareció en las "cincuenta y dos prescripciones de enfermedad de los manuscritos de seda de Mawangdui". El astrágalo puede usarse en combinación con peonía y regaliz para tratar la gangrena.

El astrágalo contiene ingredientes efectivos tales como astrágalo, polisacáridos, proteínas y flavonoides. Los polisacáridos son uno de los principales componentes solubles en agua del astrágalo [1]. Los polisacáridos de astrágalo tienen funciones fisiológicas tales como anti-oxid, regulación inmune y anti-tumor. Los polisacáridos de astrágalo se componen de arabinosa, xilosa, manosa, ramnosa, galactosa y glucosa. Debido a sus funciones fisiológicas excepcionales, el astrágalo polisacárido se ha convertido en un punto caliente de investigación en medicina, alimentación, cría y otros campos. Este artículo revisa la extracción, purificación y aplicación del polisacárido de astrágalo, con el fin de proporcionar una referencia para el desarrollo y utilización del polisacárido de astrágalo.

1 extracción de los polisacáridos de astrágalo

En elProceso de extracción de los polisacáridos de astrágaloEl desengrascon éter de petróleo y etanol se puede utilizar primero, lo que puede hacer que los polisacáridos sean más solubles. Los métodos de extracción de los polisacáridos de astrágalo incluyen el método del solvente, método asistido por enzimas, método de fermentación microbiana, método de fortalecimiento físico, etc.

Método del solvente 1.1

El método del solvente es un método de extracción comúnmente utilizado en la industria. Es fácil de operar y de bajo costo, pero el tiempo de extracción es largo, la temperatura es alta, y puede conducir a la inactivación de los componentes activos. La tabla 1 enumera los rendimientos de extracción de los polisacáridos de astrágalo extraídos usando tres métodos de solvente.

1.2 extracción asistida por enzimas

Las enzimas pueden romper la estructura de la pared celular, reducir la resistencia de la pared celular y la matriz intersticial celular, y mejorar la tasa de extracción. Chen et al. [4] compararon las tasas de extracción de los polisacáridos de astrágalo por ocho enzimas como la celulasa y la pectinasa, y encontraron que la glucosa oxidtenía el mejor efecto.

Se utilizó el método de superficie de respuesta para optimizar el proceso de extracción: cantidad de enzima 3,0%, tiempo de tratamiento 3,44 d, temperatura de tratamiento 56,9 ℃, pH del disolvente de extracción 7,8. Bajo estas condiciones, la tasa de extracción de los polisacáridos de astrágalo alcanzó (29,96 ± 0,14 %) %, que es 250% más alta que la de los que no tienen asistencia enzim. Dong Lingling [5] utilizó una combinación de extracción de microondas y celulasa, y la tasa de extracción de polisacáridos alcanzó 16,07%. Además, múltiples enzimas se utilizan a menudo juntas en la extracción de plantas [6]. El uso de enzimas para la extracción asistida tiene baja contaminación, es sencillo, y bajo costo, pero las enzimas tienen altos requerimientos para las condiciones ambientales y requieren un estricto control de las condiciones ambientales.

1.3 extracción por fermentación microbiana

La extracción por fermentación microbiana utiliza una variedad de enzimas producidas por microorganismos tales como bacterias u hongos durante el proceso metabólico para actuar sobre el sustrde extracción. Estas enzimas pueden destruir o modificar la estructura de la pared celular, haciendo más fácil la liberación de los ingredientes activos en la medicina tradicional China, y también pueden degradar polisacáridos en polisacáridos de moléculas pequeñas y convertirlos en otros tipos de polisacáridos.

Yabin Bian [7] optimiel proceso de fermentación de los polisacáridos de astrágalo con Lactococcus lactis subsp. Lactis (FGM). Bajo las condiciones de un tiempo de extracción de 65 min, una temperatura de extracción de 80 °C, y una relación líquido-sólido de 1:9, el contenido de polisacárido de astrágalo fermentfue de 6,72 mg/mL, y se confirmó que el polisacárido de astrágalo fermentpodría promover la maduración de DCs derivadas de la médula ósea de ratón. Su Guilong [8] encontró que la MGF y Bacillus subtilis, y que tanto los métodos de dos pasos sólidos y líquidos de la MGF podrían aumentar el rendimiento de los polisacáridos fermentde raíz de astrágalo, taly hoja. La fermentación y extracción de los principios activos de la medicina tradicional China no solo mejora la eficiencia de extracción, sino que también reduce los efectos secundarios tóxicos de la medicina tradicional China.

1.4 método de fortalecimiento físico

En los últimos años, los métodos de fortalecimiento físico comúnmente utilizados incluyen extracción asistida por ultrasonidos, extracción asistida por microondas, y la extracción de cavitación de presión negativa. El método de fortalecimiento físico utiliza métodos físicos para destruir la estructura celular y hacer que los polisacáridos fluyan fuera de las células, logrando así el objetivo de mejorar la tasa de extracción. También es un método comúnmente utilizado en la extracción de plantas en los últimos años. En comparación con la extracción ultrasónica y asistida por microondas y la cavitación a presión negativa, la tasa de extracción es menor y ha sido revisada en detalle por estudios anteriores, por lo que no se explicen detalles en este artículo. La tabla 2 muestra la tasa de extracción de los polisacáridos de astrágalo extraídos por métodos de fortalecimiento físico.

La cavitación a presión negativa utiliza cavitación fuerte y vibración mecánica para acelerar la entrada de principios activos en el solvente en tejidos vegetales, logrando una extracción a corto plazo y a baja temperatura [12]. Puede proteger las sustancias sensibles al calor en las plantas de la destrucción, al tiempo que reduce las impurezas macromoleculares como las proteínas y el almidón que se producen por pirólisis.

Jiao et al. [13] optimiel proceso de extracción de los polisacáridos astragalosiusando cavitación con presión negativa asistida por homogenei. El tiempo de homogeneifue de 70 s, la presión negativa fue presión -0,068 MPa, temperatura de extracción 64,8 °C, relación agua-material 1:13,4, tiempo de extracción 53 min, y la tasa de extracción fue de 16,74%. Al mismo tiempo, los resultados de FTIR mostraron que este método no cambia la estructura primaria de los polisacáridos de astrágalo. En comparación con el método tradicional de extracción con agua caliente, la extracción por cavitación a presión negativa tiene las ventajas de una alta tasa de extracción y condiciones suaves. En la extracción de otras plantas, cavitación de presión negativa y otros métodos de extracción se utilizan en combinación. Tian Li et al. [14] optimizaron el proceso de extracción de polifenoles del orujo de manzana por descompresión acoplcon ultrasonido, y el poder reducdel extracto de polifenol obtenido fue mayor que el obtenido por extracción por ultrasonido.

Aunque el método de extracción con agua caliente tiene una baja tasa de extracción, es adecuado para la extracción industrial a gran escala. La extracción por ultrasonidos y asistida por microondas requieren equipos de alta tecnología y no son adecuados para la producción a gran escala. La extracción asistida por enzimas es eficiente, pero tiene altos requerimientos ambientales. En la fermentación microbiana, el problema de cómo seleccionar y criar buenas cepas debe ser resuelto [15]. Estudios han demostrado que la temperatura de extracción puede afectar la actividad fisiológica de los polisacáridos de astrágalo al afectar su estructura [16]. Cada método tiene sus propias ventajas y desventajas. Cómo aprovechar al máximo las ventajas y evitar las desventajas, y lograr una extracción eficiente y a baja temperatura, debería ser el foco de la futura investigación sobre la extracción de polisacáride de astrágalo.

2. Purificación de los polisacáridos de astrágalo

2.1 desproteinización

Se ha reportado que el contenido proteen el polisacárido de astrágalo crudo es mayor al 15%. La eliminación de proteínas es un paso importante en la obtención de productos polisacáride de astrágalo altamente activos y valiosos. Los métodos comúnmente utilizados para desproteinizar el polisacárido de astrágalo se muestran en la tabla 3. Con el fin de facilitar la operación y aumentar el rendimiento de los polisacáridos, el método enzimy el método de Sevage se han utilizado comúnmente en los últimos años. Hu Yuanyuan [20] optimizó el proceso de desproteinización utilizando una combinación de proteasa y métodos de sebo. Los mejores resultados se obtuvieron con una relación enzima a sustrde 2,0%, pH 5,0 y digestión enzimen baño de agua de 50°C durante 24 horas, con una tasa de eliminación de proteínas de 89,82% y una fracción de masa de polisacárido de astrágalo de 83,47%. El método enzimy el método de Sevage se utilizan en combinación, lo que tiene las ventajas de una buena eliminación de proteínas y baja pérdida de polisacáridos, al tiempo que simplifica la operación.

2.2 astrágalo polisacárido purificación

2.2.1 método de precipitación en gradiente

La estructura y el peso molecular de los polisacáripueden conducir a diferencias en la polaridad, que a su vez conducen a diferencias en su solubilidad en solventes orgánicos. Basado en este principio, la solubilidad de los polisacáridos en disolventes orgánicos puede ser determinada aumentando sucesivamente la concentración del disolvente orgánico, y los polisacáridos con diferentes pesos moleculares pueden precipitarse. En la precipitación de grado de polisacáridos, la precipitación gradual, el etanol es un precipitante de uso común. Li Hongfa et al. [21] utilizaron soluciones de etanol de 30%, 50%, 70%, 75%, 80% y 90% para realizar la precipitación graduada de polisacáridos de astrágalo, obteniendo seis fracciones diferentes. La estructura, composición y actividad antioxidante de cada componente se analizaron por separado. Los resultados mostraron que a medida que la concentración de etanol aumentaba, el peso molecular del polisacárido disminuía gradualmente, el contenido de galactosa, manosa y rinosa en el polisacárido aumentaba secuencialmente, y el contenido de glucosa disminuía secuencialmente. Sin embargo, la actividad antioxidante aumentó, y la actividad antioxidante se relacionó con la estructura del polisacárido.

Cromatografía de columna 2.2.2

La cromatode intercambio iónico y la cromatode gel son los métodos más utilizados para el aislamiento y purificación de los polisacáridos de astrágalo. La cromatode intercambio iónico se utiliza principalmente para la separación crude polisacáridos de un solo componente en extractos crudos de polisacáridos. La cromatoen Gel puede ser usada para separar o puripolisacáride de acuerdo a su estructura y peso molecular usando diferentes especificaciones. Qu Jing et al. [22] utilizaron una columna de gel de SephadexCL-6B y 0,9% de NaCl como elupara realizar cromatode columna en un polisacárido de astrátaldespproteinizado, obteniendo un polisacárido homogéneo con un peso molecular de 5.600 Da y un contenido de 96,3%. Wang Ruizun [23] utilizó por primera vez una columna de intercambio iónico dea-celulpara separar los polisacáridos de astrágalo por cromato, usando 0.5 mol/L de NaCl como eluente, para obtener dos componentes. Luego, una columna de gel Seph CL-6B, con 0,15 mol/L de NaCl como el elu, los polisacáridos se purimás para obtener cuatro pesos moleculares: AMPSA-a, AMPSA-b, AMPSA-c, y AMPSB-d.

Cuatro pesos moleculares y cada componente polisacárido tiene una actividad antioxidante significativa.

Separación por membranas 2.2.3

El proceso de separación por membrana realizado a temperatura ambiente tiene las ventajas de no utilizar disolventes orgánicos, alta selectividad de separación, y ser fácil de usar en conjunto con otros métodos. La ultrafiltración es una tecnología de separación de membranas que surgió en la década de 1960. Es ampliamente utilizado en la separación y purificación de plantas debido a su alto rendimiento y mínimo daño al producto. Zhang Qinglei [24] utilizó ultrafiltración con tecnología de membrana vibratoria y precipitación gradiente de etanol para la purificación de polisacáridos de astrágalo, y encontró que el primer método es fácil de obtener polisacáridos con peso molecular relativamente uniforme. Tang Yuwei [25] utilizó membranas de fibras huecas con diferentes valores de corte (150, 100, 50, 20, 10, 6 kDa) para separar el polisacárido desproteinizado de astrátalo en 7 grupos. Después de la separación por cromatode columna de diae-celuly Sephadex G-100, se obtuvieron 6 polisacáridos. Los estudios han demostrado que los polisacáridos obtenidos tienen funciones de regulación microecológica.

En la actualidad, los métodos de aislamiento y purificación para los polisacáridos de astrágalo son relativamente fijos, y el aislamiento y los procesos de purificación de otros polisacáridos pueden usarse como referencia para purimejor los polisacáridos de astrágalo. Por ejemplo, la tecnología de integración de membrana se puede utilizar para aislar y puripolisacáridos: la microfiltración y la ultrafiltración se pueden utilizar para aislar y purilos polisacáridos de té para obtener dos fracciones. Además de estos, otros métodos comunes de separación de membrana incluyen la microfiltración y la nanofiltración, que son menos comúnmente utilizados en la purificación de los polisacáridos de astrágalo, pero se han utilizado en la purificación de otros polisacáridos de plantas y pueden ser utilizados como referencia en la separación y purificación de los polisacáridos de astrágalo.

3 aplicaciones

3.1 médico

Los polisacáride de astrágalo tienen buena inmunomodulaciónEfectos antitumorales, antiinflamatorios y otros farmacológicos. En la actualidad, los polisacáridos de astrágalo han hecho grandes progresos en el tratamiento de enfermedades. Se han utilizado clínicamente para tratar tumores, asma y diabetes. El tratamiento de otras enfermedades se encuentra todavía en fase de experimentación con animales.

3.1.1 tumores

La alta tasa de mortalidad ha convertido el cáncer en una amenaza importante para la salud humana en todo el mundo. La quimioterapia es actualmente el principal método para tratar el cáncer, pero a menudo va acompañada de efectos secundarios tóxicos y también puede conducir a resistencia a los medicamentos. Los polisacáridos de astrágalo pueden mejorar el cuerpo#39;s inhiel crecimiento tumoral y promueven la apoptosis al mismo tiempo que reducen los efectos secundarios tóxicos de los fármacos. En los últimos años, los polisacáridos de astrágalo se han desarrollado rápidamente en el tratamiento del cáncer. Estudios han demostrado que el astrágalo polisacárido tiene un efecto inhibitsobre el cáncer gástrico MGC-803 células, cáncer de pulmón humano de células no pequeñas células A549 células y cáncer de hígado humano células HepG2, y puede inducir apoptosis de cáncer gástrico MGC-803 células [26]. Yang Xiaolan [27] usó una combinación de polisacárido de astrágalo inyectable y radioterapia para el tratamiento del cáncer gástrico.

La tasa de tratamiento del cáncer y la tasa de reducción del volumen tumoral en el grupo de tratamiento combinado fueron de 63,9 y 59%, respectivamente, en comparación con 53 y 51,8% en el grupo de control. Al mismo tiempo, los niveles funcionales de inmunidad, hematopoyesis y hígado y riñón en los pacientes del grupo de tratamiento combinado mejoraron significativamente en comparación con el grupo de control. Zhang Ying et al. [28] usaron una combinación de polisacárido de astrágalo y células asesinindupor citocina para tratar a pacientes de cáncer de pulmón de células no pequeñas avanzado e intermedio con un patrón de deficiencia de qi. La tasa de control de la enfermedad y la puntuación de Karasz fueron 69,4 y 77,8% en el grupo de tratamiento combinado, y 36,1 y 55,6% en el grupo de control, respectivamente. Además, el polisacárido de astrágalo también puede usarse en combinación con gemcitabina para tratar el cáncer de páncreas y con liposomas de doxorrubicina para tratar el cáncer de hígado.

3.1.2 asma

Los polisacáridos de astrágalo pueden tener un efecto beneficioso sobre las enfermedades respiratorias al regular la función de las células inmuny la expresión de citocinas, y mejorar la actividad antiinflamatoria. La inyección de pacientes asmáticos con inyección de polisacárido de astrágalo además del tratamiento convencional puede reducir significativamente el nivel de células inflamatorias en el paciente#39;s BALF o esputo [29], mantener el equilibrio inmune, mejorar el cuerpo's la capacidad inmune, al tiempo que se restaura la función pulmonar y se reduce el riesgo de reacciones adversas. Otros estudios han demostrado que los polisacáridos de astrágalo pueden mejorar el estado de estrés inmune de los pacientes y mejorar su inmunidad al ejercer un efecto inmunomodulador sobre los linfot, mejorando así la tasa de curación de los pacientes con asma bronquial [30].

3.1.3 Diabetes

Los polisacáridos de astrágalo pueden mejorar la función renal de los pacientes al regular su función inmune y reducir las reacciones inflamatorias. Deng Haiou et al. [31] usaron la inyección de polisacárido de astrágalo para tratar la nefropatía diabética temprana en los ancianos. Lai Yu [32] mostró que el uso combinado de polisacárido de astrágalo y Sanyang Huayu Tang puede reducir el contenido del inhibidor del activador del plasminógeno 1, un factor inflamen el suero, en pacientes con nefropatía diabética temprana.

3.1.4 otros

Además, el polisacárido de astrágalo también se puede utilizar para tratar enfermedades cardiovasculares y neurológicas. Chen Tianhua's [33] la investigación muestra que el polisacárido del astrágalo tiene un buen efecto protector sobre la hipertrofia celular miocárdica estimulada por Ang II y la respuesta inflamatoria. Wang Aiqing [34] confirmó que el astrágalo polisacárido tiene un efecto protector sobre el daño retinien ratas con alta presión intraocular aguda, que está relacionado con la dosis de la droga.

3.2 alimentos

El libro "manual de ingredientes de alimentos saludables" afirma que el astrágalo polisacárido puede ser utilizado como un ingrediente de alimentos saludables. Zhou Jianwei et al. utilizaron el polisacárido de astrágalo, extracto de ginkgo biloba y tomates negros ricos en selenio como los principales ingredientes funcionales para desarrollar un tipo de fideos que tiene un efecto preventivo sobre las complicaciones de la diabetes. Shao Baoping et al. [35] utilizaron el polisacárido de astrágano como materia prima para desarrollar una bebida funcional con una textura cómoda, buen color y la capacidad de mejorar la inmunidad y resistir la fatiga.

3.3 agricultura

3.3.1 potenciador inmune

Los polisacáridos de astrágalo pueden mejorar el ambiente del suero, estimular el cuerpo#39;s respuesta inmune, promover la secreción de citocinas, y mejorar el cuerpo &#Niveles de anticuerpos 39;s para potenciar el efecto de las vacunas. Zhu et al. [36] mostraron mediante RT-PCR cuantitativa en tiempo real que en los tejidos del bazo y los riñones de la cabeza, la expresión de ARNm de la citocina inflamil - 1 β la expresión de ARNm aumentó temprano en la respuesta inmunitaria, estimulando una respuesta inmunth1. Las citocinas IL-2 e IFN- − 2 se elevaron durante todo el período inmune, y la IgM sérica se mejoró significativamente. El polisacárido de astrágalo puede mejorar la eficacia de la vacuna de Edwardsiella tarda.

Los polisacáridos de astrágalo, como un aditivo alimenticio natural, no sólo puede mejorar el sistema inmunológico, sino también mejorar el rendimiento de producción del cuerpo. Chen Yajun [37] encontró que cuando la adición de polisacáride de astrágalo en el alimento era de 50 a 400 mg/kg, podría mejorar significativamente la inmunidad inespecífica y la capacidad antioxidante de la Loach. Esto puede ser debido al hecho de que los polisacáridos de astrágalo pueden aumentar el contenido de NO en los glóbulos blancos, glóbulos rojos y suero. Wu et al. [38] confirmaron que alimentar pollos de engorcon 1 g/kg de polisacáridos de astrágalo puede promover el crecimiento de pollos jóvenes. En comparación con el grupo control, la actividad de amilasa, lipasa y proteasa en pollos de engorfue mayor, pero cuando el contenido de polisacáridos de astrágalo era demasiado alto, la actividad de enzimas digestivas se redujo.

3.3.2 reproducción

La inseminación Artificial es ampliamente utilizada en las granjas porcinas modernas. La vida útil del semen almacenado en nitrógeno líquido es corto, y la congelación puede extender la vida útil del semen. Durante la congelación y descongelación del semen, cómo establecer un fuerte sistema antioxidante para los espermatozoides se ha convertido en un problema urgente que necesita ser resuelto. Los polisacáridos de astrágalo tienen buenas propiedades antioxidantes, por lo que pueden ser una buena opción para resolver este problema. Fu et al. [39] mostraron que los polisacáridos de astrágalo pueden inhibir la desfosforilación de las proteínas del esperma al afectar la vía de entrada de especies reactivas de oxígeno en monofosfato cíclicde adenosina. Song Jian [40] demostró que el polisacárido de astrágalo puede mejorar la capacidad antioxidante de los espermatozoides al reducir el nivel de especies reactivas de oxígeno en el semen de cerdo descongelado, mejorando así la eficiencia de la fertilizin vitro y el desarrollo embrionario.

4 debate y perspectivas

Los polisacáridos de astrágalo tienen un valor de aplicación extremadamente alto. Aunque se han hecho progresos significativos en la investigación de los polisacáridos de astrágalo, todavía hay algunos problemas, tales como: (1) muchos estudios actuales no explican la relación estructura-actividad, lo que requiere la mejora del método de preparación de los polisacáridos de astrágalo, y el uso de técnicas como la huella digital, el análisis de similitud y el análisis de conglomerados para estudiar la estructura de los polisacáridos de astrágalo y formular un plan de control de calidad, como la determinación del rango de peso molecular de sus fragmentos efectivos; (2) los polisacáridos del astrágalo son materias primas para los alimentos saludables, pero actualmente no hay muchos productos de salud relacionados con los polisacáridos del astrágalo en el mercado. El mecanismo de los polisacáridos del astrágalo puede mejorarse aún más, y la investigación sobre la investigación en el sector alimentario; (3) en términos de tratamiento médico (por ejemplo, enfermedades neurológicas y cardiovasculares), sólo se ha utilizado en experimentos con animales, por lo que puede reforzarse la investigación en este ámbito para fomentar el desarrollo y la aplicación clínica; (4) los polisacáridos de astrágalo tienen la función de eliminar radicales libres [42] y se espera que se conviertan en ingredientes activos en cosméticos anti-envejecimiento y anti-oxidantes.

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