Étude de l'effet du traitement par explosion à la vapeur sur les composants de sucre de la fougère, basée sur la méthode HPLC de dérivatisation par pré-colonne PMP
Le Pteridium aquilinum, une plante du genre Pteridium de la famille des Pteridiaceae, est largement répandu et a une forte saisonnalité. Il est récolté de mars à juin chaque année et est susceptible de vieillir et de se détériorer après la récolte. Les méthodes de transformation traditionnelles font souvent appel au marinage et au séchage, ce qui entraîne la présence sur le marché d'une seule variété de produits à base de fougère qui doivent être cuits avant d'être consommés, limitant ainsi la promotion des produits à base de fougère. Ces dernières années, afin de promouvoir le développement et l'utilisation des ressources en fougère, tout en garantissant autant que possible la valeur nutritionnelle et la composition de la fougère elle-même, une série de produits à base de fougère à haute valeur ajoutée ont été développés en combinant des technologies avancées de traitement et de stockage au niveau national et à l'étranger, notamment la fougère en papier, la fougère blanchie et le thé de fougère cuit à la vapeur. Parmi ces produits, le thé de fougère cuit à la vapeur possède une technologie de traitement simple, une consommation pratique et rapide, et est plus propice à l'industrialisation et à la promotion des produits. La technologie de l'explosion à la vapeur (appelée "explosion à la vapeur") est une méthode de traitement thermique et mécanique qui place les matériaux dans un environnement à haute température et à haute pression, utilise la vapeur d'eau générée pour pénétrer à l'intérieur du matériau et, une fois que les pressions internes et externes sont équilibrées, place instantanément tous les matériaux directement sous la pression atmosphérique pour produire un phénomène d'"explosion". Cette technologie peut briser efficacement la barrière de la paroi cellulaire des fougères, ce qui permet aux ingrédients actifs de se dissoudre plus efficacement et de raccourcir considérablement le temps d'infusion. Certaines des activités des matières végétales traitées par cette technologie, telles que l'antioxydant, l'antibactérien et l'inhibition de l'alpha glucosidase, sont considérablement améliorées.

La plante entière de la fougère peut être utilisée comme médicament et est riche en divers ingrédients actifs tels que les polysaccharides, les flavonoïdes, les terpènes, etc. Parmi eux, les polysaccharides représentent environ 8% du poids sec de la fougère et constituent l'un de ses principaux principes actifs. Le polysaccharide de Pteridium aquilinum est un hétéropolysaccharide avec une structure de chaîne complexe, des branches multiples et pas de structure en triple hélice. Il a des activités biologiques telles que la régulation immunitaire, l'activité antibactérienne et la régulation du microbiote intestinal. Des études ont montré que la structure des polysaccharides a un impact significatif sur leur activité biologique. Au cours du processus d'explosion gazeuse, les composants tels que la cellulose et l'hémicellulose dans les matières premières végétales subissent une hydrolyse pour produire des sucres solubles, tandis que les sucres réducteurs et les acides aminés subissent une réaction de Maillard, ce qui entraîne des changements dans la structure des composants des sucres. À l'heure actuelle, les méthodes d'analyse couramment utilisées pour les composants glucidiques sont la chromatographie sur couche mince, l'électrophorèse capillaire et la chromatographie liquide à haute performance. Parmi ces méthodes, la chromatographie liquide à haute performance (CLHP) présente une bonne stabilité, une technologie mature et une large gamme de colonnes chromatographiques. Toutefois, en raison de la faible absorption des UV par les composants glucidiques, des réactifs de dérivatisation sont généralement nécessaires pour former des dérivés ayant une forte absorption des UV. Par exemple, le réactif de dérivatisation 1-phényl-3-méthyl-5-pyrazolone (PMP) peut réagir avec les sucres réducteurs pour produire une forte absorption UV. Cette méthode est simple à utiliser, très sensible et précise, et est largement utilisée dans l'analyse des composants des hydrates de carbone.
Au cours des dernières années, la recherche nationale et étrangère a uniquement rapporté les changements dans les taux d'extraction des ingrédients actifs tels que les polysaccharides, les flavonoïdes, les alcaloïdes, etc. dans les matières premières végétales avant et après l'explosion à la vapeur, mais aucune étude n'a été menée sur les effets des composants de sucre dans les fougères avant et après l'explosion à la vapeur. C'est pourquoi cette étude a recueilli des échantillons séchés de fougères provenant de quatre zones de production différentes et a comparé le rendement en polysaccharides totaux après traitement par le même processus d'explosion à la vapeur. La méthode HPLC de dérivatisation avant colonne PMP a été utilisée pour établir un spectre d'empreintes digitales, et les méthodes d'analyse hiérarchique des grappes (HCA) et d'analyse des composantes principales (PCA) ont été utilisées en combinaison avec l'évaluation de la similarité pour identifier les données expérimentales et évaluer l'effet du processus d'explosion à la vapeur sur les composants de la fougère. Cinq composants monosaccharidiques ont été identifiés, et la teneur en monosaccharides libres et les différences de composition en monosaccharides polysaccharidiques dans chaque échantillon ont été déterminées pour explorer l'effet du processus d'explosion à la vapeur sur les composants sucrés de la fougère, fournissant ainsi une base pour les recherches ultérieures sur les activités et le contrôle de la qualité du traitement par explosion à la vapeur de la fougère. Référence.

Cette étude a utilisé comme matières premières des échantillons de fougères séchées provenant de quatre zones de production différentes. Après le même processus d'explosion à la vapeur, le rendement total en polysaccharides des échantillons a été testé. Il a été constaté que le rendement total en polysaccharides des échantillons de fougère soumis à l'explosion à la vapeur augmentait de manière significative (P<0,05) de 55% par rapport à la fougère séchée, ce qui confirme que le traitement par explosion à la vapeur peut améliorer le rendement en polysaccharides et obtenir des polysaccharides de fougère de manière plus efficace. La technologie CLHP combinée à la dérivatisation de la pré-colonne PMP a été utilisée pour établir un spectre d'empreintes digitales, et les méthodes HCA et PCA ont été utilisées pour analyser les données brutes. Il a été constaté qu'il n'y avait pas de changement significatif dans le nombre de pics chromatographiques pour les deux, et 12 pics communs ont été identifiés. Les méthodes HCA et PCA peuvent distinguer efficacement le traitement à sec et le traitement par explosion à la vapeur des fougères ; En identifiant simultanément 5 types de composants de sucre pour la détermination des monosaccharides libres et de la composition des monosaccharides, les résultats ont montré que par rapport à la fougère séchée, la teneur en monosaccharides libres dans la fougère cuite à la vapeur a diminué, y compris le galactose, le mannose et le xylose, tandis que la teneur en glucose et en arabinose a augmenté ; La proportion moyenne de glucose et de xylose dans la composition des monosaccharides des polysaccharides a augmenté de manière significative (P<0.01), avec des augmentations de 1,64% et 0,94%, respectivement. Cette étude a permis de constater que le traitement par explosion à la vapeur a un certain impact sur la teneur et la structure des composants de sucre dans les fougères, ou qu'il peut entraîner des changements dans leur activité. Cette étude peut servir de référence pour les recherches ultérieures sur l'activité et le contrôle de la qualité du traitement des fougères par explosion de vapeur.