Cómo separar el ginsenósido del extracto de Ginseng?

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

Según informes de la literatura [4-5], los métodos tradicionales de extracción y separación, como la decocción, la percolación, la extracción de Soxhlet y la cromatode columna, han desempeñado un papel importante en el desarrollo de la industria farmacéutica de la medicina tradicional China. Sin embargo, todos estos métodos tienen problemas en diversos grados, tales como ciclos de extracción largos, alta pérdida de ingredientes efectivos y baja eficiencia de extracción. Con el continuo desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas, muchas nuevas técnicas de extracción y separación han surgido, tales como la tecnología de extracción de dióxido de carbono supercrítica, la tecnología de extracción asistida por microondas, y la tecnología de extracción ultrasónica [6-7]. El uso de estas técnicas no sólo reduce los costos de producción, sino que también mejora los rendimientos, proporcionando orientación técnica para la industrialización, precisión y automatización del ginseng.

1 métodos de extracción

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

1.1 método de extracción por microondas

La extracción por microondas tiene las ventajas de un equipo sencillo, ahorro de tiempo, alta tasa de extracción, baja inversión, ahorro de disolventes y baja contaminación. Liu Yonglian [8] et al. usaron la extracción por microondas para extraer ginsenósidos de raíces secas de ginseng americano, y encontraron que el rendimiento de los ginsenósidos era tan alto como 5,53%, que era 29% más alto que el de la extracción de reflujo de etanol, y el tiempo de extracción fue 2% del de reflujo de etanol.

Otro experimento [9] confirmó que la tasa de extracción de ginsenósidos por microondas fue de 8%, 2,67 veces la del método convencional de reflujo. Zhang Jing et al. [10] usaron la extracción por microondas para extraer los ginsenósidos con una tasa de extracción de 5,25%, que fue 1,67 veces la del método convencional de reflujo. Song Yahui [11] y otros utilizaron la extracción por microondas para extraer ginsenósidos, y los resultados confirmaron que la tasa de extracción de ginsenósidos bajo este método fue de aproximadamente 8%, mientras que el método de reflujo fue de 3,27%. Vale la pena señalar que la extracción por microondas sólo es adecuada para productos estables al calor. Para sustancias sensibles al calor, el calentamiento por microondas puede conducir a la desnaturalización o incluso la inactivación de estos ingredientes.

1.2 método de extracción ultrasónica

Método de extracción ultrasónica utiliza una pequeña cantidad de disolvente, tiene una alta eficiencia de extracción, y no afecta a la actividad de los ginsenósidos. Ji Xiaohui [12] y otros utilizaron la extracción ultrasónica para extraer el ginsenósido Re de los taly hojas de ginseng americano, y la tasa de extracción fue de 2,77%, que es aproximadamente 1,2 veces la del método de extracción de agua convencional. Zheng Yi [13] y otros utilizaron un método ultrasónico para extraer ginsenósidos, con una tasa de extracción de 8,13%, que es mucho más alta que el 5,01% del método de extracción tradicional. Jin Daming [14] y otros utilizaron un método ultrasónico para extraer ginsenósidos, utilizando un método de diseño compuesto central para determinar las condiciones óptimas de extracción: concentración de etanol 64%, tiempo ultrasónico 108min, relación disolvente 26mL/g. La tasa total de extracción de saponginseng bajo estas condiciones fue de 5,23%, lo que confirmó que este método tiene las ventajas de una alta tasa de extracción y bajo consumo de energía en comparación con otros métodos tradicionales.

1.3 método de extracción de fluido supercrítico

La tecnología de extracción de fluido supercrítico es un nuevo método de extracción que no es tóxico, no utiliza disolventes residuales, es de bajo costo y ahorra energía. Zhang Le [15] utilizó la tecnología de extracción de fluido supercrítico para extraer ginsenósidos debido a su baja polaridad. Se encontró que la tasa de extracción de ginsenósidos fue de aproximadamente 2,76%, que fue ligeramente menor que el método convencional de extracción por reflujo (3,26%). Aunque este método es más difícil de extraer saponinas altamente polares, tiene las ventajas de menos contaminación y no residuos de disolvente al extraer saponinas raras con baja polaridad, que es amigable con el medio ambiente e incomparable al método de reflujo convencional.

Jiang Xiaoqing [16] y otros utilizaron la tecnología de extracción de fluido supercrítico para extraerginsenosides Rh1 and Rh2 from ginsenosides. The results showed that the yields of ginsenosides Rh1 and Rh2 were 7.33% and 14.69%, respectively, which were higher than those of the traditional reflux extraction method. Another experiment proved [17] that after a specific surfactant was introduced into the extraction system, the extraction rate of ginsenosides reached 15.9%, which is 13.3 times higher than that without the addition of surfactant. Although this technology has the advantages of low-temperature operation, rapidity and environmental protection, it has problems such as high equipment investment, high production costs and safety. Therefore, attention should be paid to these problems when promoting and applying the method.

1.4 método de extracción enzim

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

1.5 método de extracción biomimética

La extracción biónica [22] simula la digestión y el funcionamiento del tracto gastrointestinal humano, utilizando agua ácida y agua alcalina de diferente pH para extraer en secuencia para obtener un extracto biónico. Desde la extracción de ginsenósidos se basa principalmente en el principio de "como disuelve como", el disolvente de extracción y las condiciones son muy diferentes de las condiciones fisiológicas del sistema digestivo humano, por lo que los componentes de saponin son generalmente eficaces in vitro, pero se vuelven ineficuna vez que entran en el cuerpo humano. Basado en este fenómeno, Chen Xin [23] utilizó un disolvente biomimético y agua como disolventes de extracción para extraer los ginsenosidos, y confirmó que el rendimiento de los ginsenosidos extraídos por biomimefue del 61.31%, superior al 54.26% obtenido por el método de extracción de agua. Aunque este método tiene las características de alta tasa de extracción, ciclo de producción corto, y no cambia la función original de la medicina tradicional China, sigue siendo un método de extracción térmica en la actualidad, que tiene un cierto impacto en los principios activos sensibles al calor. Por lo tanto, debe prestarse atención a la protección de algunos principios activos sensibles al calor cuando se utilice esta tecnología.

1.6 otros métodos

In recent years, due to the rapid development of ginsenoside extraction technology, many techniques have emerged in addition to the above extraction techniques. For example, the two-phase extraction method: it is a new extraction technique that uses the difference in the distribution of substances in two phases for extraction. Zhang Ru et al. [24] used the two-phase extraction method to extract ginsenosides from ginseng roots, and found that the recovery rate of ginsenosides in this system was higher than that of the traditional extraction method. Maceration method: Since ginsenosides are highly soluble in water, they can be extracted from all ginseng saponins. Zhang Chunhong [25] et al. used the maceration method to extract ginsenosides with an extraction rate of 8.33%.

Otro experimento [26] probó que después de remojarse el ginseng durante 48 horas usando el método de maceración, las tasas de extracción de los ginsenósirb1, Rg1 y Re fueron de 2,906%, 0,2450% y 1,3420%, respectivamente. Método de reflujo: Wu Zhengzhong [27] y otros usaron un método de reflujo para extraer ginsenósidos, con una tasa total de extracción de ginsenósido de 5,52% y una tasa total de extracción de ginsenósido Rg1 y Re de 0,2473%, que es más alta que el método de maceración tradicional. Método de extracción de alta presión: Chen Ruizhan [28] y otros usaron extracción de alta presión para extraer ginsenósidos del ginseng, y los resultados probaron que el rendimiento de los ginsenósidos extraídos por extracción de alta presión fue 7.76%, que era mucho más alto que el del método de extracción tradicional.

2. Métodos para separar y purilos monómeros

Las saponinas de Ginseng son químicamente inestables y se hidrolizfácilmente en presencia de enzimas y condiciones ácidas. Actualmente, los métodos para separar y purilos monómeros de saponde ginseng incluyen los métodos de separación y purificación usando resinas de adsormacropor, el método de separación cromatode contracorriente de alta velocidad, y el método de separación por flotación de espuma. Estos métodos tienen las ventajas de alta separación y purificación, buen efecto de separación y velocidad rápida, y tienen amplias perspectivas de aplicación.

2.1 método de separación y purificación de resina de adsormacroporosa

Xie Liling [29] et al. estudiaron el proceso de purificación de saponinas totales de ginseng a través de resina de adsormacropor, y encontraron que la tasa total de extracción de ginsenósirg1, Re y Rb1 obtenida después de la separación y purificación por resina macroporfue de 0,989%. Otro informe [30] también demostró que la pureza de los ginsenósidos extraídos con resina macroporosa polar débil puede llegar a más del 60%. Cai Xiong [31] y otros confirmaron que la tasa de elución de los ginsenósidos después del enriquecimiento y purificación usando resina macroporosa era superior al 90%. Liu Jihua [32] y otros confirmaron el uso de la resina de adsormacroporosa para extraer ginsenósidos totales de la pulpa de ginseng americano, y el contenido total de ginsenósido excedió el 50%. Sun Chengpeng [33] y otros usaron resina de adsormacroporosa D101C para separar y purilos ginsenósidos totales de las raíces de ginseng, y la pureza de separación alcanzó el 94.62%. Aunque este método tiene una alta pureza de separación, también tiene ciertas limitaciones en la aplicación, y los objetivos de separación se concentran principalmente en ingredientes tales como saponinas y alcaloides. En su aplicación, también debe establecerse un método de detección de residuos de resina y productos de craqueo, y deben formularse normas de límite razonables.

2.2 método de separación por cromatode contracorriente de alta velocidad

La cromatode contracorriente de alta velocidad es una nueva técnica de separación que se ha desarrollado en los últimos años. Puede separar más del 90% de la muestra. Tiene las ventajas de gran volumen de preparación, buen efecto de separación y velocidad rápida. Zhang Min [34] y otros usaron cromatode contracucorriente de alta velocidad para separar Re, Rg1, y Rg3, tres compuestos monómeros ginsenósidos, y la pureza fue detectada por HPLC para ser más del 95%. Además, según un informe de la literatura [35], los ginsenósidos Rg1, Rf y Rd se preparutilizando el mismo método, y sus purifueron 96,2%, 94,3% y 95,1% respectivamente según lo determinado por HPLC. Esto confirmó que la cromatode contracorriente de alta velocidad es más simple y más rápida que la cromatode columna convencional, con mejor valor de aplicación práctica.

Método de separación por flotación de espuma 2.3

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

3. Uso combinado de múltiples tecnologías

Con el rápido desarrollo de las modernas tecnologías de extracción y separación, el uso combinado de múltiples tecnologías ha penetrgradualmente en la industria del ginseng. El uso combinado de tecnologías puede ser dirigido a las características de los extractos de ginseng, y la combinación de tecnologías se puede llevar a cabo de una manera integrada para dar pleno juego a sus respectivas ventajas, complementarse entre sí ' y ampliar sus respectivos ámbitos de aplicación. Esto permite la extracción de ginsenósidos con mayores rendimientos en un tiempo más corto, con menor consumo de energía, y a un ritmo más rápido, y tiene amplias perspectivas de aplicación.

3.1 ultrasic-enhanced supercritical fluid extraction method

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

Cromatode columna de gel ultrasícisílice 3.2

Wang Lele [39] y otros usaron una técnica combinada de cromatode columna de gel ultrasícisílice para separar y puriel ginsenósido Rg1. Los resultados confirmaron que este método se puede utilizar para separar 50 g de ginseng para obtener alrededor de 9,91 g de ginsenósido Rg1 con una pureza de 89,63%. Este método es preciso, de bajo costo, y la pureza del producto obtenido es alta. Y puede ser utilizado como un método eficaz para la obtención de alta calidad ginsenósido Rg1. Este método no sólo conserva las ventajas del método ultrasónico, tales como ser fácil de operar, corto en tiempo y alto en rendimiento, sino que también conserva las ventajas de la técnica clásica de cromatode columna de gel de sílice para separar y purilos monómeros ginsenósidos y mejorar su pureza. Por lo tanto, la combinación ultrasonido - sílice gel de la columna de la técnica de cromatoes también una manera eficaz para mejorar el rendimiento y la pureza de los ginsenósidos.

3.3 cromatode columna de resina de adsormacroporosa y gel de sílice

In order to obtain ginsenoside Rd, Wang Yan [40] and others used macroporous adsorption resin technology to extract total ginsenosides from 1 g of ginseng, and then separated ginsenoside diol to obtain ginsenoside Rd. The ginsenoside diol was then separated using silica gel column chromatography to obtain relatively pure ginsenoside Rd. The result was relatively pure ginsenoside Rd 500 mg, with a yield of 50% and a purity of 98%. This method takes advantage of the characteristics of the two methods for ginseng extract, and combines the two methods in an integrated manner to give full play to their respective advantages, complement each other's, ampliar sus respectivos ámbitos de aplicación, y mejorar la pureza de los ginsenósidos.

4 conclusión

Ginsenosides are one of the main active ingredients in ginsengCon buena actividad farmacológica y valor clínico medicinal. Hay una gran demanda del mercado para ellos, por lo que hay un creciente énfasis en la forma de extraer de manera eficiente de alta calidad ginsenósidos. En los últimos años, con la continua introducción y desarrollo de nuevas tecnologías en el campo de la medicina tradicional China, se han logrado algunos resultados en la extracción y separación de los ginsenósidos. Este documento compara los métodos comúnmente usados para extraer ginsenósidos del ginseng. Muestra que estas nuevas tecnologías tienen las ventajas de ser muy específicas, tener altos rendimientos, causar poca pérdida de ingredientes y bajo consumo de energía.

However, they also have their own limitations. Different extraction methods focus on the crude extraction of ginsenosides, and the purity of the extracted ginsenosides is not high. The method of separating and purifying the monomers can make up for the shortcomings of the above extraction methods. However, no matter which method is used to extract and separate ginsenosides, the purity cannot be maximized. Only by combining technologies in an integrated manner, giving full play to their respective advantages and complementing each other' ción de cada una de las deficiencias, puede ampliarse el ámbito de aplicación y el efecto de cada una. A partir de la investigación actual, el uso combinado de múltiples tecnologías se encuentra principalmente en la etapa de investigación de laboratorio. Todavía hay muchas cuestiones técnicas por resolver con el fin de aplicarlo a la producción de preparados de ginseng. Los institutos de investigación y las empresas necesitan trabajar juntos para mejorar la calidad intrínseca del ginseng y continuar explorando y desarrollando nuevas tecnologías para que puedan ser ampliamente utilizadas en la producción de ginseng y desempeñar un papel en la modernización de la industria del ginseng.

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