Estudio sobre la correlación entre el color del Hongqi y los componentes carotenoides
El Hedysari Radix es una hierba medicinal auténtica y especial de la provincia de Gansu, y una de las industrias pilares para revitalizar la economía rural en el sur de Gansu. El distrito de Wudu, en la provincia de Gansu, se ha convertido en la "ciudad natal del hedysari chino", y la hierba medicinal Hedysari Radix producida ha formado la marca "Micang Hongqi". La observación experimental del grupo de investigación descubrió que Hongqi presenta diversas características de color, como amarillo parduzco, marrón rojizo, marrón rojizo y marrón amarillo.

El color no sólo es un componente importante de la teoría de la diferenciación y la calidad del color en la medicina tradicional china, sino que también está estrechamente relacionado con su calidad intrínseca como la característica más intuitiva de la medicina china. Antes de la dinastía Han, la gente empezó a prestar atención al color de los medicamentos. Por ejemplo, en el "Shennong Bencao Jing", hay 68 medicamentos con nombres de colores como verde, rojo, amarillo, blanco y negro. El "Compendium of Materia Medica Annotations" registra que "el color del Pu Nai es bueno cuando es verde y blanco, el amarillo daña a la gente y el rojo mata a la gente"; la "Newly Revised Materia Medica" registra que la piel Qin "toma manchas de agua de la piel y la vuelve azul". La "Materia Médica Original" dice que "sólo el blanco es superior" en Atractylodes macrocephala, "los de color amarillo brillante son superiores" en Coptis chinensis, "los de corteza de raíz y carne púrpura son superiores" en Danshen, y "los de carne verde son superiores, seguidos de los de color amarillo y blanco, y los de color negro y aceitoso son inferiores" en Muxiang; El Compendio de Materia Médica también recoge la relación entre el color de las hierbas medicinales y su lugar de origen, como "Xiqin... color Qian, Beiqin... amarillo intenso", lo que indica una estrecha relación entre el color y el nombre, la eficacia, la identificación del fármaco, la calidad y el lugar de origen de la medicina tradicional china. Además, la investigación moderna ha demostrado que el color de la medicina tradicional china está estrechamente relacionado con sus propiedades medicinales y su composición química, sirviendo de puente entre la "excelencia externa" y la "calidad interna" de los materiales medicinales. El color puede utilizarse para distinguir y evaluar el origen, la variedad, el periodo de recolección, el almacenamiento y las técnicas de procesamiento de los materiales medicinales. Al mismo tiempo, el color puede utilizarse como indicador de evaluación de la calidad de los medicamentos. En la edición de 2020 de la Farmacopea de la República Popular China (Volumen 1), más de 200 materiales medicinales utilizan también el "color" como uno de sus indicadores de evaluación de la calidad. Las hojas, flores, frutos y raíces de las plantas superiores son ricas en carotenoides, que son pigmentos tetraterpénicos con una estructura de color amarillo, rojo anaranjado, rojo y púrpura. Están estrechamente relacionados con la formación del color de las plantas y tienen funciones y actividades fisiológicas como antioxidante, fotoprotección, coloración, mejora inmunológica, prevención del cáncer y anticancerígeno. Se han utilizado ampliamente en sectores como la alimentación, la salud, el cuidado de la piel y los cosméticos, la medicina y la ganadería.

Basándose en esto, el grupo de investigación tomó el astrágalo rojo como objeto de investigación, y utilizó un colorímetro de precisión y cromatografía líquida espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS) para estudiar la correlación entre el color del astrágalo rojo y los componentes carotenoides. Se analizó la correlación entre el color y los componentes carotenoides, y se analizaron las diferencias en los metabolitos carotenoides en diferentes muestras de color de astrágalo rojo, con el fin de proporcionar una referencia para las razones y la evaluación de la calidad de la diversidad de color de astrágalo rojo.

 

Este artículo toma muestras de astrágalo rojo de diferentes colores como objeto de investigación, y utiliza colorímetro de precisión, LC-MS/MS y otros métodos de detección para determinar los valores de color de muestras de astrágalo rojo de diferentes colores y el contenido de 68 tipos de metabolitos carotenoides (17 tipos detectados). Para estudiar los cambios en los valores de color y los metabolitos carotenoides entre los diferentes colores de los astrágalos rojos, y para investigar la correlación entre el color de los astrágalos rojos y los componentes carotenoides, se aplican los métodos de análisis de varianza de factor único, análisis PCA, análisis de conglomerados, análisis de correlación, proyección de importancia de variables del modelo OPLS-DA y diferencia de valores múltiples. Los resultados mostraron que los valores L * de los seis valores de color de las muestras de astrágalo rojo marrón amarillo, marrón rojizo, marrón rojizo y marrón amarillo oscilaban entre 75,38 y 85,41, los valores a * oscilaban entre 3.95 a 5,16, el b * valores oscilaron entre 11,52 a 15,91, el C * valores oscilaron entre 12,31 a 16,53, el h ° valores oscilaron entre 68,77 a 74,23, y la diferencia de color total Δ E * ab valores oscilaron entre 1,58 a 8,49. El valor L *, valor b *, valor C *, valor h °, y el valor total de la diferencia de color Δ E * ab de HC1 amarillo pardusco son los más altos entre los cuatro colores, HC2 marrón rojizo tiene el mayor valor a * entre los cuatro colores, valor L *, valor h °, y el valor total de la diferencia de color Δ E * ab son los más bajos entre los cuatro colores, y HC3 marrón rojizo tiene el menor valor a *, valor b *, y el valor C * entre los cuatro colores. Los seis valores de color de HC4 marrón amarillo se distribuyen en el nivel intermedio. Hubo diferencias altamente significativas en los valores L *, a *, C *, h °, y Δ E * ab entre los cuatro grupos de muestras de astrágalo rojo con diferentes colores, y una diferencia significativa en los valores b *, lo que indica que los colores juzgados subjetivamente a simple vista son representativos y pueden reflejar las diferencias de color entre las muestras de astrágalo rojo.
Los resultados de la detección de componentes carotenoides mostraron que se detectó un total de 68 tipos de componentes carotenoides en muestras de diferentes colores de astrágalo rojo. Entre ellos, se detectaron 17 componentes, incluidos 2 carotenoides y 15 componentes de luteína. Los metabolitos no detectados pueden deberse a la ausencia de dichos componentes o a que su contenido está por debajo del límite de detección del instrumento. Un análisis más detallado de su contenido reveló que había valores máximos y mínimos en el contenido de 17 tipos de carotenoides entre las cuatro muestras de color. La distribución de estos componentes varió entre las distintas muestras de color del astrágalo rojo, con diferencias significativas (P<0,05) en la luteína y la zeaxantina entre las cuatro muestras de color. Las diferencias en los otros 15 componentes no fueron significativas. La síntesis de carotenoides y otros componentes en las hierbas medicinales está influida por la luz, la recolección, el tratamiento en la zona de producción y el procesado, por lo que la formación de diferencias puede estar relacionada con los efectos globales de estos factores.
Los resultados de la investigación PCA muestran que hay una coexistencia de información cruzada e información común en la distribución de los componentes carotenoides entre las cuatro muestras de color rojo del astrágalo. Las características de cambio de color de los materiales medicinales Hongqi están relacionadas con los metabolitos carotenoides, y los componentes carotenoides contribuyen a la formación del color de los materiales medicinales Hongqi. Los resultados del HCA mostraron que la consistencia entre la clasificación subjetiva del color y la clasificación del metabolito carotenoide no fue alta, y la agrupación no se basó estrictamente en los cuatro colores. Los tipos de metabolitos carotenoides entre las muestras de diferentes colores tenían un cierto grado de similitud. Hubo diferencias en el contenido de metabolitos carotenoides entre las muestras del mismo color de la hierba medicinal Hongqi, y hubo una cierta relación entre el color y el contenido de metabolitos carotenoides. Las muestras de Hongqi de diferentes colores tenían metabolitos diferenciales, que eran similares a los resultados obtenidos por PCA.
Los resultados del análisis de correlación mostraron que existía una correlación entre el valor de color del astrágalo rojo y el contenido de metabolitos carotenoides. Había dos metabolitos carotenoides con una correlación negativa significativa en el valor de color L * de astrágalo rojo, a saber, β - ácido criptoaúrico y butirato amarillo púrpura, y un metabolito carotenoide con una correlación negativa significativa en la diferencia de color total Δ E * valor ab, a saber, butirato amarillo púrpura. La correlación con otros componentes carotenoides no fue significativa; Hay una correlación positiva significativa entre L * y la diferencia de color total Δ E * valor ab, y una correlación positiva significativa entre el valor de color b * y C *; Hay una correlación positiva o negativa significativa entre algunos componentes carotenoides, lo que indica que hay información de correlación en la ruta de biosíntesis de los componentes carotenoides durante el proceso de crecimiento de Hongqi. Los resultados anteriores confirman los resultados del análisis de ANOVA unidireccional, PCA y HCA.
El método de combinar la proyección de importancia variable VIP y los valores múltiples de diferencia en el modelo OPLS-DA se utilizó para cribar diferentes colores de astrágalo rojo para los metabolitos carotenoides. Los resultados mostraron que había 6, 4, 4, 5, 6, y 6 metabolitos carotenoides diferenciales implicados en HC1 marrón y HC2 rojo marrón, HC1 marrón y HC3 rojo marrón, HC1 marrón y HC4 amarillo marrón, HC2 rojo marrón y HC3 rojo marrón, HC2 rojo marrón y HC4 amarillo marrón, HC2 rojo marrón y HC4 amarillo marrón, HC3 rojo marrón y HC4 amarillo marrón, respectivamente. Los metabolitos diferenciales implicados en los cuatro colores fueron principalmente 10, incluyendo alfa caroteno, beta caroteno y luteína. Éster del ácido láurico, éster dimérico del ácido luteína, éster isobutirato amarillo púrpura, éster del ácido mirístico amarillo púrpura, amarillo antera, zeaxantina, amarillo púrpura, luteína.
Sobre la base de otros resultados de análisis, los dos componentes que tienen una relación significativa con los valores de color son β - criptoxantina ácido láurico y amarillo púrpura butirato. Entre las muestras de diferentes colores de astrágalo rojo, hay dos componentes con diferencias significativas en los componentes carotenoides, luteína y zeaxantina, en ANOVA de una vía. Por lo tanto, hay principalmente 11 componentes que están relacionados con el color del astrágalo rojo, a saber, α - caroteno, β - caroteno, dilaurato de luteína, éster de ácido dimérico de luteína, butirato amarillo púrpura, éster de nuez moscada amarillo púrpura, amarillo antera, zeaxantina, amarillo púrpura, luteína, y β - criptoxantina ácido láurico, que se pueden dividir en dos categorías: carotenoides y luteína. Debido a la regulación multinivel de la síntesis, degradación y almacenamiento de los metabolitos carotenoides en las células vegetales, así como a la influencia de procesos como "plantación, cosecha, procesamiento y uso" en la producción de materiales medicinales, el contenido global de carotenoides en los materiales medicinales no sólo está relacionado con factores internos de la vía de biosíntesis, sino también regulado por factores externos. El efecto global hace que el contenido y los tipos de componentes carotenoides en los distintos materiales medicinales comerciales sean diferentes, lo que da lugar a diferentes colores de las plantas.
El color es una sensación psicológica producida por la radiación electromagnética o la luz que actúa sobre los órganos visuales humanos, en la que influyen tanto propiedades físicas como sensaciones psicológicas. Su esencia es un espectro físico continuo. El mecanismo de coloración de los materiales medicinales está estrechamente relacionado con la estructura del sistema conjugado de sus sustancias colorantes. La transición π→π * en el sistema conjugado molecular y la transición n →π * o n →σ * en el sistema conjugado p →π de los compuestos orgánicos insaturados que contienen heteroátomos son las principales razones de su coloración. Los componentes carotenoides en muestras de astrágalo rojo de diferentes colores pertenecen a compuestos isopreno y son uno de los componentes cromogénicos del astrágalo rojo. Todos ellos contienen muchos dobles enlaces conjugados. Los astrágalos rojos de color amarillo, amarillo-marrón, marrón rojizo y marrón rojizo pueden colorearse debido a la absorción de sus bandas complementarias de luz púrpura y verde por los "electrones de estado básico" de sus componentes cromogénicos (metabolitos carotenoides). Además, cuando la radiación luminosa encuentra partículas de dispersión durante la propagación, las partículas de dispersión de diferentes linajes producen diferentes tipos de dispersión, refracción, interferencia y difracción. Por lo tanto, la generación de muestras de astrágalo rojo amarillo pardo, amarillo pardo, pardo rojizo y pardo rojizo puede estar relacionada con las transiciones de electrones y la propagación de la luz de los dobles enlaces conjugados de los componentes carotenoides. Los fenómenos físicos como la dispersión, la refracción, la interferencia y la difracción que se producen cuando se trata de hierbas medicinales están relacionados.
En resumen, existen diferencias significativas en los valores de color de las muestras de astrágalo amarillo parduzco, marrón rojizo, marrón rojizo y rojo pardo amarillento. Existe una correlación entre el valor de color y el contenido de metabolitos carotenoides. Entre las muestras de cuatro colores, hay 17 tipos de componentes carotenoides con valores máximos y mínimos, y la distribución del contenido es diferente; Los metabolitos diferenciales implicados en los cuatro colores incluyen dos categorías de carotenoides y 11 tipos de luteína, a saber, α - caroteno, β - caroteno, dilaurato de luteína, éster de ácido dimérico de luteína, butirato amarillo púrpura, éster de nuez moscada amarillo púrpura, amarillo antera, zeaxantina, amarillo púrpura, luteína, y β - ácido láurico criptoxantina. Es una de las sustancias colorantes que producen el color en el astrágalo rojo. La coloración de las muestras de astrágalo rojo amarillo parduzco, marrón rojizo y marrón amarillento puede estar relacionada con el contenido y los tipos de metabolitos carotenoides mencionados anteriormente.