Optimisation du processus de cuisson à la vapeur fraîche pour Cistanche Tubulosa à l'aide de la méthodologie de surface de réponse Box-Behnken

 

Abstrait

Objectif:
Pour optimiser le processus de cuisson à la vapeur fraîche deCistanche tubuleuse, une plante médicinale traditionnelle chinoise précieuse connue pour sa teneur élevée en glycosides phényléthanoïdes bioactifs.

Méthodes :
Basé sur des expériences à un seul facteur, un modèle Box-Behnken a été utilisé pour optimiser le processus de cuisson à la vapeur, en utilisantépaisseur de tranche, temps de cuisson à la vapeur, ettempérature de séchagecomme variables. L'indice d'évaluation complet était la teneur normalisée (valeur DO) de six glycosides phényléthanoïdes clés :échinacoside, tubuloside A, acéoside, isoactéoside, 2'-acétylactéoside, ettubuloside B.

Résultats:
Les paramètres de traitement optimaux ont été déterminés comme étant :

Épaisseur des tranches : 8 mm

Temps de cuisson à la vapeur :2 heures

Température de séchage :60 degrés

Dans ces conditions, la valeur OD atteint70.04, indiquant une teneur totale en glycosides considérablement améliorée. Après une nouvelle cuisson à la vapeur, la concentration de tous les glycosides phényléthanoïdes a augmenté, à l'exception de2'-acétylactéoside, avecéchinacosideettubuloside Amontrant les augmentations les plus importantes. L'analyse des composants principaux distingue clairement les échantillons bruts et cuits à la vapeur, confirmant l'efficacité du processus.

Conclusion:
Cette méthode optimisée de cuisson à la vapeur fraîche est stable, réalisable et offre une base scientifique pour letraitement industriel standardisédeCistanche tubuleuse. L'étude a également identifié un potentielrelation d'interconversion entre l'acteoside et l'isoacteosidelors du traitement thermique, offrant de nouvelles informations sur la transformation chimique des métabolites secondaires des plantes.

Poudre d'extrait de Cistanche tubulosa

 

Mots-clés :

Cistanche tubuleuse, procédé de cuisson à la vapeur fraîche, conception Box-Behnken, glycosides phényléthanoïdes, échinacoside, acteoside, extraits naturels de plantes, optimisation du traitement des plantes

 

Arrière-plan

Cistanche tubuleuse-communément appelé le "Ginseng du Désert"-est une plante parasite du désert largement utilisée en médecine traditionnelle chinoise pour sonpropriétés tonifiantes du yang, nourrissantes pour le sang et laxatives. Son activité pharmacologique est largement attribuée àglycosides phényléthanoïdes (PhG), qui ont démontré des avantages tels queneuroprotection, amélioration de la fonction rénale, eteffets anti-âge.

Cependant, le traitement conventionnel deCistancheimplique plusieurs étapes de séchage, ce qui peut conduire àperte d'humidité, brunissement, etdégradation des composés actifspendant le transport et le stockage. Ainsi,intégrer la transformation fraîche (趁鲜加工)avec les méthodes de cuisson à la vapeur traditionnelles est essentiel pour améliorer la qualité et l'efficacité.

Cette étude exploiteméthodologie de surface de réponse (RSM)pour optimiser le processus de cuisson à la vapeur fraîche, en visant àmaximiser la rétention des composés actifstout en garantissant la faisabilitéproduction à grande échelle.

Système HPLC :Waters e2695 avec détecteur UV2489

Normes :Échinacoside, Tubuloside A/B, Acteoside, Isoacteoside, 2'-Acetylacteoside (pureté supérieure ou égale à 98 %)

Solvants :Méthanol de qualité HPLC, acétonitrile ; éthanol de qualité analytique, acide formique

Origine de l'échantillon :FraisCistanche tubuleuserécolté au Xinjiang, Chine (automne 2023)

Importance pour la recherche sur les produits naturels et la transformation des plantes

Cette étude fournit non seulement unméthode reproductible et basée sur les donnéespour le traitementCistanche tubuleusemais contribue également ànormalisation de la phytothérapie traditionnelle. La démonstrationtransformations chimiques des glycosidespendant le traitement, ouvre la voie àamélioration ciblée des composés bioactifsdans des extraits de plantes.

Le processus optimisé devrait servirsociétés pharmaceutiques à base de plantes, développeurs nutraceutiques, etchercheurs en phytochimie et normalisation des produits naturels.

 

 

1. Échinacoside 2. Tubuloside A 3. Verbascoside 4. Isoverbascoside 5. 2-glycoside d'acétyleugénol 6. Tubuloside B

Figure 1 Chromatogramme HPLC de divers composants glycosides de phényléthanol

 

2.9 Indicateurs d'évaluation

2.9.1 Caractéristiques macroscopiques

Letranches cruesdeCistanche tubuleusesont de forme ronde ou ovale, de couleur jaune terne, avec une surface rugueuse et inégale. Ils sont légers, cassants et se brisent facilement, avec une section transversale féculente et non collante. Le goût est amer, la texture est épaisse et opaque et la poudre est jaune foncé.

En revanche, letranches fraîchement cuites à la vapeurconserver une forme similaire mais présenter uncouleur brun foncé à noir, a surface brillante, et untexture plus lisse. Ils sont plus doux, plus flexibles et ne se cassent pas facilement. Au contact de l'eau, ils deviennent collants. Le goût est légèrement amer avec unarôme floral subtil, et les tranches sont plus fines et translucides. La forme en poudre apparaît blanc grisâtre clair.

Mots-clés SEO : Aspect de la cistanche tubulosa, caractéristiques des plantes médicinales crues ou cuites à la vapeur, morphologie des plantes médicinales cuites à la vapeur

Avantages de l'extrait de Cistanche tubulosa

2.9.2 Analyse de la teneur en phényléthanoïde glycoside

Échantillons de produits crus et fraîchement cuits à la vapeurCistanche tubuleuseont été préparés selon le processus optimisé (voir section 2.8) et analysés dans des conditions HPLC (section 2.1). Les résultats (tableau 6) indiquent quetous les glycosides phényléthanoïdes ont augmenté en concentration après une nouvelle cuisson à la vapeur, sauf pour2'-Acétylactéoside, qui a enregistré une légère diminution.

Conclusion:La cuisson à la vapeur fraîche améliore considérablement laprofil de composé bioactifdeCistanche tubuleuse, améliorant sa valeur médicinale.

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2.9.3 Effet du temps de cuisson à la vapeur sur l'actéoside et l'isoacteoside

Comme le montreFigure 4, le contenu deacéosideetisoactéosidemontrent une tendance de transformation à mesure que le temps de cuisson à la vapeur augmente. Le taux de conversion varie entre5% et 10%. Un ajustement de régression linéaire utilisant le temps de cuisson à la vapeur (axe X) et la différence de teneur (axe Y) entre les deux composés donne le modèle suivant :

Y = −0.2952X + 52.279

Cela indique uninterconversion progressiveentre l'acteoside et l'isoacteoside pendant le traitement thermique, ce qui peut affecter l'efficacité pharmacologique.

 

Figure 4. Proportion de contenu en verbascoside et en isovalascoside à différents temps de cuisson à la vapeur

2.9.4 Analyse groupée des composés actifs

En utilisantHiplot(https://hiplot.com.cn/), une carte thermique de regroupement hiérarchique a été générée sur la base de la teneur en glycosides phényléthanoïdes de l'échantillon brut (S1) et de 17 lots fraîchement cuits à la vapeur (Q1 – Q17). LeMéthode de salleetDistance euclidienneont été appliqués après standardisation des colonnes. Comme le montreFigure 5, deux groupes principaux ont été identifiés :

Groupe A : S1, Q1, Q3, Q5–Q7, Q9

Groupe B : Q2, Q4, Q8, Q10–Q17

Cela suggère que même si les échantillons crus et fraîchement cuits à la vapeur partagent certaines similitudes,variation interne importanteexiste parmi les échantillons cuits à la vapeur.

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Figure 5 Analyse groupée du contenu en glycosides phényléthanoïdes avant et après cuisson à la vapeur

3. Discussion et conclusion

En raison duvariation de la distribution des composés actifsentre la racine et la pointe deCistanche tubuleuse, des échantillons uniformes ont été sélectionnés, les sections de pointe étant retirées et mélangées uniformément dans des proportions égales pour un traitement parallèle fiable.

Les principales observations comprennent :

Épaisseur de tranche :Trop mince conduit à une agglomération due au caractère collant ; une épaisseur trop épaisse empêche la pénétration de la chaleur et réduit l'efficacité de l'extraction.

Température de séchage :Une température trop basse prolonge le temps de séchage et augmente le risque de moisissure ; ainsi,la température et le temps doivent être équilibréspour un traitement optimal.

Principales conclusions :

Fraîchement cuit à la vapeurCistanche tubuleusemontredifférences significatives dans la couleur, la texture et la teneur en composés actifspar rapport aux échantillons bruts.

Teneur en glycoside phényléthanoïdeaugmenté après la cuisson à la vapeur, réaffirmant les conclusions précédentes (par exemple, Huang Linfang et al.).

Au fil du temps de cuisson à la vapeur,la teneur en actéoside a diminué, alors queisoactéoside augmenté, indiquantune conversion thermique, également observé dans d'autres herbes commeRehmannia glutineuseetPlantago asiatique.

Ces interconversions ont déjà été documentées et devraient être explorées plus en détail dans de futures recherches.

Conclusion:

FraisCistanche tubuleusecontient jusqu'à80% d'humidité, fabricationtechniques de transformation fraîchescomme la cuisson à la vapeur avantageuse pour :

Préserver les composés actifs

Raccourcir les délais de production

Réduire les coûts globaux de fabrication

Le processus optimisé-Épaisseur de tranche de 8 mm, cuisson à la vapeur de 2 heures, température de séchage de 60 degrés-esthautement reproductible, évolutif et pratique. Ces résultats fournissent unefondement scientifique pour des protocoles de production standardiséset prendre en charge des applications plus larges dansindustries pharmaceutiques, nutraceutiques et phytopharmaceutiques.