Cómo separar el ginsenósido del extracto de Ginseng?

El Ginseng es la raíz seca de la plantaPanax ginseng C.A.Mey, que se produce principalmente en las montañas Changbai de Jilin, Liaoning, Heilongjiang, Hebei, Shanxi y otros lugares de China. Es una tradicional y preciosa hierba medicinal China. La investigación moderna ha demostrado que más de 40 monómeros de ginsenósido han sido aislados e identificados en el ginseng, seguidos por polisacáridos de ginseng, aminoácidos, proteínas, ginseng diol, ginsenósido y otros ingredientes activos. Entre estos, los ginsenósidos son uno de los principales ingredientes activos del ginseng y tienen actividades farmacológicas como proteger la función cardíaca, reducir el azúcar en la sangre, anti-oxid, anti-fatiga y anti-tumor [1-3]. Seleccionar un método de extracción y separación razonable para obtener ginsenósidos de alta calidad se ha convertido en un punto caliente de investigación.

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 elLa extracción de ginseng,En los últimos años, la investigación sobre nuevas técnicas para extraer la medicina tradicional China ha sido muy activa en China, y se ha avanzado considerablemente. Estas técnicas no sólo extraen la máxima cantidad de ginsenósidos del ginseng, sino que también evitan problemas tales como la pérdida de ginsenósidos y la disolución de ingredientes inactivos.

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. utilizaron la extracción de microondasExtracto de ginsenósidos de raíces secas de ginseng americanoY encontraron que el rendimiento de los ginsenósidos era tan alto como 5,53%, que era 29% más alto que el de la extracción de etanol por reflujo, y el tiempo de extracción era 2% del de etanol por reflujo.

Otro experimento [9] confirmó que elTasa de extracción de ginsenósidosLa extracción por microondas fue del 8%, que fue 2,67 veces mayor que 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 paraExtracto de ginsenósido ReDe los taly hojas del 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 paraExtraer 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 extraerGinsenósidos Rh1 y Rh2 de ginsenósidos.Los resultados mostraron que los rendimientos de los ginsenósidos Rh1 y Rh2 fueron de 7.33% y 14.69%, respectivamente, superiores a los del método tradicional de extracción por reflujo. Otro experimento demostró [17] que después de la introducción de un surfacespecífico en el sistema de extracción, la tasa de extracción de ginsenósidos alcanzó el 15,9%, que es 13,3 veces mayor que sin la adición de surfactante. Aunque esta tecnología tiene las ventajas de operación a baja temperatura, rapidez y protección del medio ambiente, tiene problemas como alta inversión en equipos, altos costos de producción y seguridad. Por lo tanto, debe prestarse atención a estos problemas a la hora de promover y aplicar el método.

1.4 método de extracción enzim

La hidrólienzimes una nueva tecnología utilizada en los últimos años para la extracción de principios activos de plantas naturales. El uso de la enzima adecuada puede degradar suavemente el tejido vegetal, acelerar la liberación de ingredientes activos y, por lo tanto, aumentar la tasa de extracción [18]. Zhang Ying [19] y otros han demostrado que la extracción de ginseng después del tratamiento con laccase de los Trametes versicolor de basidiomiceto puede aumentar significativamente la tasa de extracción deGinsenósidos totales. Este método mejora la tasa de extracción en un 65,31% en comparación con la extracción con agua. Wang Ye [20] y otros encontraron que la hidrólisis enzimde la enzima lac aumentó la tasa de extracción de Re ginsenósido a 0,511%, que fue 90,0% más alto que el método tradicional de calentamiento por reflujo. Wu Qing [21] y otros usaron el método de celulasa para extraer ginsenósidos de las hojas de ginseng y encontraron que la tasa de extracción de ginsenósidos era tan alta como 6.29%. Aunque el método de extracción enzimtiene las ventajas de una alta eficiencia catalítica y condiciones catalíticas suaves, esta tecnología tiene altos requisitos para las enzimas y las condiciones de producción. Por lo tanto, en futuros trabajos de investigación, es necesario reforzar el control de los productos generados y establecer el cribado de enzimas activas especiales.

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 ginsenósidos, y confirmó que elRendimiento de ginsenósidos extraídos por biomime.Fue de 61.31%, lo cual fue superior al rendimiento de 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

En los últimos años, debido a laRápido desarrollo de la extracción de ginsenósidoTecnología, muchas técnicas han surgido, además de las técnicas de extracción anteriores. Por ejemplo, el método de extracción de dos fases: es una nueva técnica de extracción que utiliza la diferencia en la distribución de sustancias en dos fases para la extracción. Zhang Ru et al. [24] usaron el método de extracción de dos fases para extraer ginsenósidos de las raíces de ginseng, y encontraron que la tasa de recuperación de ginsenósidos en este sistema era más alta que la del método de extracción tradicional. Método de macer: desde ginsenosides son altamente solubles en agua, se pueden extraer de todas las saponinas ginseng. Zhang Chunhong [25] et al. utilizaron el método de macerpara extraer ginsenósidos con una tasa de extracción de 8,33%.

Otro experimento [26] demostró que despuésEl ginseng fue empapado durante 48 horasUtilizando el método de maceración, las tasas de extracción de los ginsenósidos Rb1, 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 inestablesY son fácilmente hidrolizadas 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 laProceso de purificación de saponinas totales de ginsengA través de resina de adsormacroporosa, y encontraron que la tasa total de extracción de ginsenósidos Rg1, Re y Rb1 obtenidos después de la separación y purificación por resina macroporosa fue 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 contracorcorriente de alta velocidadSeparado Re, Rg1, y Rg3,La pureza fue detectada por HPLC en 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

El método de separación por flotación de espuma es una técnica que utiliza la diferencia en la adsorde sustancias en la superficie de las burbujas para separar y puri. Tiene las características de alto enriquecimiento y no necesita disolventes orgánicos. Wang Yutang [36] y otros utilizaron flotación dinámica de espuma para separar y enriquecer ginsenóside tipo diol en extracto de agua de ginseng. Los resultados mostraron que la eficiencia de enriquecimiento de la flotación dinámica de espuma para ginsenósidos Rb1, Rc, Rb2 y Rd fue mejor que la de otros métodos, con tasas de recuperación de 93.3%, 98.6%, 96.9% y 98.3%, respectivamente. La presencia de principios tensoactivos en la solución es una de las condiciones necesarias para la separación de la espuma. Las saponinas de Ginseng tienen propiedades tensoactivas, y pueden producir espuma estable cuando se agitan o airean, lo que hace que el extracto de agua de Ginseng sea adecuado para la separación de espuma [37]. Se puede ver que el uso de la separación de flotación de espuma también puede aumentar efectivamenteFactor de enriquecimiento de saponinas de ginsengY mejorar el rendimiento de saponinas ginseng.

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 dirigirse a laCaracterísticas de los extractos de ginseng,Y la combinación de tecnologías puede llevarse a cabo de una manera integrada para dar pleno juego a sus respectivas ventajas, complementarse entre sí#39 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

La tecnología de extracción de fluido supercrítico ultrases es una tecnología combinada que mejora la capacidad de extracción de fluido supercrítico para separar sustancias eficaces en la medicina tradicional China a través de un campo ultrasónico. Esta tecnología tiene las características de reducir la presión de extracción y la temperatura, acortar el tiempo de extracción, reducir el consumo de energía, reducir el flujo de fluido, y la alta tasa de extracción. Luo et al. [38] usaron extracción de fluido supercrítico con ultrasonido para extraer ginsenósidos y analizla tasa de extracción de los ginsenósidos antes y después de la adición de ultrasonido. Los resultados mostraron que la tasa de extracción de ginsenósidos fue 8.06% antes de la adición de ultrasonido. Bajo las condiciones optimidespués de la adición de ultrasonido, elLa tasa de extracción de ginsenósido alcanzó el 13.20%. Se puede observar que la adición de ultrasonido puede mejorar significativamente la tasa de extracción y la eficiencia de producción de la extracción de CO2 supercrítico de ginsenósidos.

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 de9.91 g de ginsenósido Rg1Con una pureza del 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

Con el fin deObtener ginsenósido RdWang Yan [40] y otros usaron la tecnología de la resina de adsormacroporosa para extraer ginsenósidos totales de 1 g de ginseng, y luego separaron el ginsenósido diol para obtener el ginsenósido Rd. El ginsenósido diol fue entonces separado usando cromatode columna de gel de sílice para obtener un ginsenósido Rd relativamente puro. El resultado fue un ginsenósido Rd 500 mg relativamente puro, con un rendimiento de 50% y una pureza de 98%. Este método aprovecha las características de los dos métodos para el extracto de ginseng, y combina los dos métodos de una manera integrada para dar pleno juego a sus respectivas ventajas, se complementan mutuamente 's, ampliar sus respectivos ámbitos de aplicación, y mejorar la pureza de los ginsenósidos.

4 conclusión

Los ginsenósidos son uno de los principales ingredientes activos en el 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.

Sin embargo, también tienen sus propias limitaciones. Diferentes métodos de extracción se centran en la extracción de crudo de ginsenósidos, y la pureza de laGinsenósidos extraídosNo es alto. El método de separar y purilos monómeros puede compensar las deficiencias de los métodos de extracción anteriores. Sin embargo, no importa qué método se utilice para extraer y separar los ginsenósidos, la pureza no puede ser maximizada. Sólo combinando las tecnologías de una manera integrada, dando pleno juego a sus respectivas ventajas y complementándose entre sí#39 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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