Estudio comparativo de muestras frotantes y no frotantes de Osmanthus rojo basado en el atlas de huellas dactilares microscópicas de caracteres
Hedysari Radix, también conocida como Dugen, Heiqi y Mianqi, es una de las principales hierbas medicinales características producidas en la provincia de Gansu. Se deriva de Hedysarum polybotrys Hand, una planta del género Hedysarum de la familia de las leguminosas- Raíces secas de Mazz. La mercancía Hongqi se cultiva y distribuye principalmente en las zonas de Longnan y Dingxi de la provincia de Gansu. Entre ellos, el Hongqi producido en la zona de Micangshan de Wudu goza de la reputación de "Micangshan Hongqi". El procesamiento en origen es un eslabón importante en la formación de la calidad integral de los materiales medicinales, y su historia se remonta a la dinastía Han oriental. La Farmacopea de la República Popular China (en lo sucesivo, la "Farmacopea China") estipula que el método de procesamiento del Hongqi consiste en "recoger y cavar en primavera y otoño, eliminar las raíces fibrosas y las cabezas de las raíces, y secarlo al sol". Con la aparición de la ciudad natal de Hongqi en China y el desarrollo de la industria de Hongqi, Wudu y otras zonas inmobiliarias locales han formado un método de procesamiento de la producción y un sistema tecnológico únicos y relativamente sistemáticos. Tras una investigación de campo, el método de procesamiento de la zona de producción de la hierba medicinal Hongqi es el siguiente: cavar en primavera y otoño, retirar la tierra, quitar las raíces y las puntas, secar al sol hasta que esté medio seca, y cuando la piel fresca esté blanda, atarla en pequeñas asas y frotarla 2-3 veces para que la piel quede bien adherida y recta. Frotar mientras se seca al sol, y acumular y sudar por la noche hasta que esté completamente seca. En comparación con los métodos de procesamiento descritos en la Farmacopea China, se ha añadido el paso de "amasado", y el amasado es el paso clave para que el Hongqi se convierta en "Huangqi en manojos". Al "frotar tiras", no sólo elimina oportunamente la humedad en los materiales medicinales frescos de astrágalo rojo, previene la aparición de flojedad de textura y burbujas, sino que también hace que los materiales medicinales sean compactos, aceitosos y suaves, asegurando la calidad de los materiales medicinales. Por lo tanto, explicar la connotación científica del procesamiento de las barritas de astrágalo rojo tiene un significado práctico para la transformación y aplicación de las características auténticas.

A través de la revisión de la literatura y la investigación de campo, se encontró que los materiales medicinales chinos procesados por amasado o enrollado incluyen Hongqi, astrágalo de Mongolia, Baitiao Codonopsis, Su Hua Codonopsis, Chuan Codonopsis, Baxian Codonopsis, Luo Codonopsis, Fang Dang, Lu Codonopsis, Sanqi, Guangshan Medicine, etc. Esto indica que los materiales medicinales que necesitan ser "amasados" tienen una cierta universalidad, y analizar la connotación científica del amasado y procesamiento del Hongqi y otros materiales medicinales es la cuestión clave en su control de calidad. El procesamiento del Hongqi en su lugar de origen tiene la característica de combinar dos procesos únicos: frotar y sudar. En el proceso de elaboración es necesario repetir ambos procesos hasta completar la transformación. Las cuestiones científicas tienen que ver con la mecánica, la temperatura, etc. Para controlar las variables experimentales y estudiar el impacto de la transformación en el lugar de origen sobre la calidad del Hongqi, en el diseño experimental se dio prioridad al proceso de frotamiento. Con este fin, se utilizaron métodos como la descripción de rasgos, la microscopía electrónica de barrido, la identificación microscópica y el análisis de huellas dactilares para comparar las diferencias entre las muestras amasadas y no amasadas de astrágalo rojo, y para estudiar la relación entre la calidad amasada y la del astrágalo rojo, proporcionando apoyo científico para explicar la connotación científica del procesamiento amasado del astrágalo rojo.

Mediante estudios de identificación, se ha comprobado que la muestra laminada tiene forma cilíndrica, una piel apretada y delicada, una superficie de color marrón claro, un olor parecido al de la judía al masticarla, un sabor dulce y un fuerte olor parecido al de la judía al olerla. La sección transversal es fibrosa y pulverulenta, con una textura dura y densa que no se rompe fácilmente. Las raíces fibrosas se secan fácilmente y se desprenden durante el proceso de enrollado, y la textura primaria es relativamente delicada. La superficie del material medicinal presenta surcos pequeños y poco profundos, y la mayoría de los poros de la piel son planos. Hay más almidón de grano único y almidón de grano compuesto, y la morfología es más obvia. La disposición de las células de corcho es relativamente ordenada, y la morfología celular es mayoritariamente rectangular; las muestras desenrolladas tienen formas cilíndricas irregulares con ramificaciones, corteza de pino, y son fáciles de romper. Algunas muestras presentan características huecas tras la rotura, y exhiben cierto grado de textura similar a la madera. Las arrugas longitudinales son profundas, la superficie es de color marrón oscuro y el olor a judía es ligero o inexistente cuando se mastica u huele. La textura primaria es rugosa, y los surcos son grandes y profundos. La mayoría de los orificios de la piel de las muestras desenrolladas sobresalen de la superficie del material medicinal, y los gránulos de almidón están en su mayoría agrupados. Hay pocos gránulos de almidón simples y complejos, y las células de corcho están dispuestas de forma irregular. La morfología celular es irregular. Las diferencias en la textura secundaria, los conductos, las células de paredes finas, los cristales (cristales cuadrados) y las fibras de las vainas de los cristales entre las muestras enrolladas y desenrolladas son pequeñas o no pueden caracterizarse en estas condiciones. En cuanto a los espectros de huellas dactilares y el contenido de mangiferina, existe cierta diferencia en la similitud entre las muestras frotadas y desenrolladas de astrágalo rojo. La similitud media de las muestras frotadas es superior a la de las muestras desenrolladas, y existe una diferencia significativa en el contenido de mangiferina entre las muestras frotadas y las desenrolladas. El contenido de mangiferina en las muestras frotadas es superior al de las muestras desenrolladas. El contenido medio de mangiferina en las muestras silvestres frotadas es 2,58 veces superior al de las muestras sin enrollar, y el contenido medio de mangiferina en las muestras cultivadas frotadas es 1,87 veces superior al de las muestras sin enrollar. Los estudios anteriores indican que existen ciertas diferencias en las características morfológicas, la textura primaria y los poros, los gránulos de almidón, las células de corcho, la similitud de las huellas dactilares y el contenido de mangiferina entre las muestras laminadas y no laminadas, y que el contenido de mangiferina aumenta después de laminar con Hongqi.

Mediante la investigación de campo y la observación del proceso experimental, se descubrió que el proceso de amasado no sólo es un paso clave para garantizar la calidad, sino que también implica vínculos importantes como el proceso de "secado por etapas a temperatura variable (amasado mientras se seca)" de la medicina tradicional china Hongqi, que tiene características físicas como la fricción y la fuerza. Los principios activos de la medicina tradicional china suelen tener propiedades termosensibles y fácilmente oxidables. El proceso de amasado y secado se ve afectado por la temperatura, lo que puede provocar fácilmente cambios en el aspecto, los principios activos y la actividad biológica. Sus propiedades físicas (color, olor, morfología, volumen, microestructura) y químicas (polisacáridos, flavonoides, otros componentes) cambian. Por lo tanto, el proceso de amasado y secado va acompañado de la aparición de fenómenos como la reducción de agua, la conversión de energía y los cambios químicos en los materiales medicinales. El proceso de reducción de la humedad hasta el valor especificado en la farmacopea de la medicina china, como el Hongqi, tras la recolección es un proceso de "metabolismo lento". A medida que avanza el proceso de amasado y secado, el impacto del amasado y secado en el contenido de humedad de la medicina tradicional china romperá el equilibrio dinámico de la composición química interna y la estructura molecular de la medicina tradicional china. Provocando cambios en su morfología, microestructura e ingredientes activos. Una vez que el contenido de agua desciende a un determinado nivel (tras el amasado y el secado), la medicina tradicional china, como un todo complejo, se encuentra en un proceso de equilibrio estático. Tras su transformación en rodajas de fitoterapia china, el equilibrio de las hierbas se transfiere de un equilibrio a otro, o algunas hierbas mantienen el equilibrio de las hierbas originales. Esto puede ser similar al proceso de cambios energéticos y químicos en la decocción de la medicina tradicional china después de la compatibilidad, que forma un nuevo sistema de equilibrio después de la decocción. Además, el proceso de amasado en la zona de producción de Hongqi se basa principalmente en el amasado manual, por lo que el desarrollo del mecanismo de amasado y de la "máquina de amasado" es una de las direcciones importantes para futuras investigaciones.

En términos del mecanismo de amasado, el amasado sirve como una fuerza mecánica o estímulo mecánico que aplica señales mecánicas a la superficie de las hierbas medicinales de movimiento lento y transmite las señales mecánicas al interior de las hierbas (superficie a interior, extracelular a intracelular), causando cambios en sus propiedades, características microscópicas y composición química. La posible razón de los cambios en la composición química puede deberse a la conversión de la mangiferina o de los componentes flavonoides contenidos en las hierbas medicinales Hongqi en mangiferina durante el proceso de amasado. El mecanismo puede estar relacionado con la siguiente hipótesis: (1) Las señales mecánicas afectan a las paredes celulares de las plantas y a otras estructuras de los tejidos, transducen los estímulos extracelulares en señales intracelulares, provocando cambios en la estructura de los tejidos o en los metabolitos secundarios. (2) Las señales mecánicas afectan a los canales iónicos mecanosensibles o a las proteínas mecanosensibles de las plantas. La percepción "molecular o estructural" o las señales mecánicas de las señales mecánicas sensoriales en los materiales medicinales Hongqi se transmiten a través de los neurotransmisores de las señales mecánicas sensoriales en las plantas, causando la apertura y cierre de los canales mecanosensibles. Las sustancias de moléculas pequeñas intercambian o transforman entre sí, en última instancia conduce a cambios en los metabolitos secundarios. (3) Las señales mecánicas estimulan las señales eléctricas en la hierba medicinal Hongqi. Las señales fitoeléctricas existen ampliamente en las plantas, que tienen una rápida respuesta y velocidad de conducción. Después de ser estimulados, los materiales medicinales regulan la respuesta fisiológica de Hongqi en el menor tiempo posible. Las señales mecánicas intermitentes pueden causar cambios en las señales eléctricas de la medicina tradicional china, lo que provoca respuestas fisiológicas y cambios en la estructura de los tejidos o en los metabolitos secundarios. (4) Tras aplicar la fuerza mecánica del amasado a las hierbas medicinales, se producen cambios similares a la "mecanoquímica" (mecanoquímica: en sentido estricto, se refiere a las reacciones químicas causadas por la acción de la fuerza mecánica sobre sustancias sólidas, y en sentido amplio, se refiere a todos los fenómenos químicos causados por la fuerza mecánica), que pueden producir efectos únicos térmicos o no térmicos (como la generación de sustancias similares al plasma y la influencia de los enlaces químicos en las moléculas) o señales mecánicas. Como energía mecánica, se convierte en energía química a través de algún dispositivo en el cuerpo de la planta, causando cambios en la estructura del tejido y en los metabolitos secundarios de las hierbas medicinales. (5) La fuerza mecánica del amasado aplicada a las hierbas medicinales produce un efecto biomecánico. Las señales mecánicas generadas tras el amasado de las hierbas medicinales se transmiten al núcleo celular, provocando la expresión o el silenciamiento de genes relacionados. Durante el proceso de amasado, la fuerza induce la expresión o el silenciamiento de genes de enzimas clave (como los genes de la isoflavona sintasa) en la vía de la fenilalanina, lo que provoca cambios en el contenido de metabolitos secundarios. Los resultados de este estudio mostraron que el contenido medio de mangiferina en las muestras silvestres laminadas era 2,58 veces superior al de las muestras no laminadas después del laminado, y el contenido medio de mangiferina en las muestras cultivadas laminadas era 1,87 veces superior al de las muestras no laminadas. La posible razón es que durante el proceso de laminado, los materiales medicinales son estimulados por la fuerza mecánica de fresco a seco, y la fuerza mecánica se transmite, causando la expresión o el silenciamiento de genes clave de isoflavona sintasa, genes de fenilalanina desaminasa, genes de ácido cinámico hidroxilasa, genes de cumarina CoA ligasa, genes de chalcona sintasa en la vía de síntesis de la mangiferina, provocando la expresión o el silenciamiento de genes clave de isoflavona sintasa, genes de fenilalanina deaminasa, genes de ácido cinámico hidroxilasa en la vía de síntesis de la mangiferina. La expresión o el silenciamiento de genes de enzimas, genes de ácido cumárico CoA ligasa, genes de chalcona sintasa, etc., conduce a un aumento del contenido de mangiferina.
En resumen, hemos establecido un sistema de caracterización tridimensional basado en las características macroscópicas del fenotipo, las características estructurales microscópicas y el análisis general de las características químicas. Hemos realizado un estudio comparativo del astrágalo rojo procesado por frotamiento y de muestras no frotadas basado en espectros de huellas microscópicas de rasgos, y hemos encontrado cambios significativos en los rasgos, microscópicos, espectros de huellas y principios activos del astrágalo rojo antes y después del frotamiento. Hemos analizado la connotación científica del procesamiento por frotamiento. El frotamiento y procesamiento es un paso indispensable para garantizar la calidad y la formación auténtica de Hongqi, y es una de las tecnologías para aumentar el contenido de ingredientes activos en los materiales medicinales Hongqi. Puede servir como punto de partida para la aplicación de las características auténticas de Hongqi y proporcionar ideas para mejorar el contenido de ingredientes activos en otros materiales medicinales. El estudio del mecanismo de amasado debe seguir explorándose sobre la base de la combinación de la medicina tradicional china con la física, la química, la biología molecular, la mecanoquímica, la biomecánica, la electrofisiología, la biología estructural y otras disciplinas.