Optimisation du processus d'extraction de la chitine de la mue de cigale et évaluation de son activité antioxydante et de son effet hémostatique
La chitine, également connue sous le nom de chitosane, est un biopolysaccharide macromoléculaire linéaire composé d'unités N-acétyl-2-amino-2-désoxy-D-glucopyranose reliées par des liaisons β -1,4-glycosidiques. Il s'agit d'un solide semi-transparent en forme de feuille et, en raison de la liaison hydrogène entre les chaînes de polysaccharides, la chitine est insoluble dans l'eau, les acides dilués, les bases diluées ou les solvants organiques généraux. La chitine est largement présente dans les carapaces des arthropodes inférieurs et des insectes, ainsi que dans les parois cellulaires de certaines algues et de certains champignons, tant dans les environnements marins que terrestres. Les méthodes d'extraction comprennent les méthodes acido-basiques, l'hydrolyse enzymatique, l'EDTA, la fermentation microbienne et les liquides ioniques. La chitine a des activités biologiques telles que les activités antioxydantes, hémostatiques, antibactériennes, antitumorales, hypoglycémiques, hypotensives, hypolipidémiantes et la régulation immunitaire. Grâce à sa non-toxicité, sa bonne biocompatibilité, sa biodégradabilité et sa capacité de dégradation enzymatique, elle est largement utilisée dans les domaines biomédicaux tels que l'administration de médicaments, l'ingénierie tissulaire, la cicatrisation des plaies et le traitement du cancer.
Le Periostracum Cicadae, également connu sous le nom de Cicadae, est la coquille de mue de l'insecte de la famille des cigales, la sauterelle noire, après l'éclosion. Sa composition chimique comprend principalement de la chitine, des protéines, des sels inorganiques, des acides aminés, des oligo-éléments, etc. En tant que médicament traditionnel chinois couramment utilisé, elle a pour effet de disperser le vent et la chaleur, de soulager la gorge, de pénétrer les éruptions cutanées, de soulager les spasmes, d'améliorer la vision et de soulager les opacités. Des études ont montré que la mue de cigale, en tant que source alternative de chitine, présente un faible degré d'acétylation, une cristallinité, des propriétés thermiques et une bonne sécurité écologique. Toutefois, en raison du prix élevé de la mue de cigale et de l'absence de normes de qualité fixes pour la chitine, les progrès de la recherche sur la chitine de la mue de cigale sont actuellement lents. Cette étude a utilisé une méthode acide-base traditionnelle assistée par ultrasons pour extraire la chitine des mues de cigale, a raccourci le cycle d'extraction et a optimisé le processus d'extraction en utilisant un facteur unique et des expériences orthogonales. L'activité antioxydante et l'effet hémostatique de l'extrait ont également été déterminés, ce qui constitue une référence importante pour promouvoir la recherche et l'application de la chitine des mues de cigale.

Les paramètres optimaux du processus d'extraction acido-basique de la chitine des mues de cigale assistée par ultrasons ont été obtenus par des expériences à facteur unique combinées à des expériences orthogonales, y compris la décalcification : fraction de masse : 8% acide chlorhydrique, température : température ambiante, rapport solide-liquide : 1:25, puissance des ultrasons : 160W, durée des ultrasons : 150min ; Élimination des protéines : fraction de masse : 10% hydroxyde de sodium, température : 60 ℃, rapport solide-liquide : 1:25, puissance des ultrasons : pas de différence significative, durée des ultrasons : 90min ; Décoloration : fraction de masse : 5% permanganate de potassium, 8% bisulfite de sodium, température : 90 ℃, durée : réaction au permanganate de potassium pendant 60 minutes, réaction au bisulfite de sodium pendant 90 minutes. La décalcification et la déprotéinisation assistées par ultrasons augmentent la pénétration du solvant, ce qui raccourcit efficacement le temps d'extraction.
Dans l'expérience préliminaire, une solution aqueuse d'hydroxyde de potassium/urée a été utilisée pour la congélation et la décongélation à basse température afin de dissoudre la chitine de la mue de la cigale. Au cours du processus, il a été constaté que le système hydroxyde de potassium/urée lui-même avait un impact significatif sur les radicaux libres. Cette étude a examiné l'activité antioxydante de la suspension de chitosane de mue de cigale. Les résultats ont montré que lorsque la concentration de la suspension de chitosane de la mue de cigale était de 18mg/mL, le taux de piégeage du radical libre ABTS était de 91.31%, démontrant une forte capacité de piégeage des radicaux libres ; lorsque la concentration de la suspension de chitosan de mue de cigale est de 15mg/mL, le taux de piégeage des radicaux libres DPPH est de 35,19% ; lorsque la concentration de la suspension de chitosan de mue de cigale est de 20mg/mL, le taux de piégeage des radicaux libres O2 est de 63,72%. La raison pour laquelle le chitosane présente une excellente activité antioxydante peut être qu'il a été partiellement désacétylé au cours du processus d'extraction acide-base.
La méthode du tube à essai a été utilisée pour déterminer le temps de coagulation in vitro du sang de lapin avec différentes doses de poudre de chitosane. Les résultats ont montré que la capacité procoagulante in vitro de la poudre de chitosane de la mue de cigale augmentait avec la dose de chitosane de la mue de cigale. Comparée à la poudre de Yunnan Baiyao à la même dose, la capacité procoagulante in vitro de la poudre de chitosane de mue de cigale était significativement meilleure. La méthode de coupe de la queue a été utilisée pour déterminer le temps de saignement et la quantité de différentes doses de poudre de chitosane de la mue de cigale sur des souris. Les résultats ont montré que le groupe de contrôle positif composé de poudre de chitosan de mue de cigale et de poudre de Yunnan Baiyao à chaque dose pouvait réduire de manière significative le temps de saignement par rapport au groupe de contrôle vierge. Par rapport à la poudre de Yunnan Baiyao à la même dose, il y avait des différences significatives dans le temps de saignement et la quantité de chitosane, ce qui indique que le chitosane de la mue de cigale a une meilleure capacité hémostatique que le Yunnan Baiyao. En établissant un modèle de saignement du foie de souris et en mesurant le temps de saignement de la plaie, les résultats ont montré que le chitosane de la mue de cigale pouvait réduire de manière significative le temps de saignement de la plaie du foie, et que les données de la même dose de chitosane de la mue de cigale étaient meilleures que celles du contrôle positif Yunnan Baiyao. Le chitosane de la mue de cigale a un bon effet sur la promotion de la coagulation du sang dans les plaies hémorragiques des organes riches en sang dans le corps, comme le foie, et peut être développé comme matériau hémostatique pour la résection chirurgicale de certains organes.