Étude comparative d'échantillons d'osmanthus rouge avec et sans frottement sur la base de l'Atlas des empreintes digitales microscopiques des caractères
Hedysari Radix, également connu sous le nom de Dugen, Heiqi et Mianqi, est l'une des principales herbes médicinales caractéristiques produites dans la province de Gansu. Elle est dérivée de Hedysarum polybotrys Hand, une plante du genre Hedysarum de la famille des légumineuses - Racines sèches de Mazz. Le produit Hongqi est principalement cultivé et distribué dans les régions de Longnan et de Dingxi de la province de Gansu. Parmi eux, le Hongqi produit dans la région de Micangshan à Wudu jouit de la réputation de "Micangshan Hongqi". Le traitement de l'origine est un maillon important dans la formation de la qualité globale des matières médicinales, et son histoire remonte à la dynastie des Han de l'Est. La pharmacopée de la République populaire de Chine (ci-après dénommée "pharmacopée chinoise") stipule que la méthode de transformation du Hongqi consiste à "cueillir et creuser au printemps et à l'automne, enlever les racines fibreuses et les têtes de racines, et sécher au soleil". Avec l'émergence de la ville natale de Hongqi en Chine et le développement de l'industrie du Hongqi, Wudu et d'autres zones immobilières locales ont formé une méthode de traitement et un système technologique de production uniques et relativement systématiques. Après des recherches sur le terrain, la méthode de traitement de la zone de production de l'herbe médicinale Hongqi est la suivante : creuser au printemps et à l'automne, enlever la terre, retirer les racines et les pointes, sécher au soleil jusqu'à ce que la peau fraîche soit à moitié sèche, et lorsque la peau fraîche est molle, l'empaqueter en petites poignées et la frotter 2 à 3 fois pour que la peau soit bien adhérente et droite. Frotter pendant le séchage au soleil, accumuler et transpirer la nuit jusqu'à ce que la peau soit complètement sèche. Par rapport aux méthodes de traitement décrites dans la pharmacopée chinoise, l'étape du "pétrissage" a été ajoutée, et le pétrissage est l'étape clé pour que le Hongqi devienne du "Huangqi en paquet". Le "frottage des bandes" permet non seulement d'éliminer l'humidité des matières médicinales fraîches d'astragale rouge, d'empêcher l'apparition d'une texture lâche et de bulles, mais aussi de rendre les matières médicinales compactes, huileuses et douces, garantissant ainsi la qualité des matières médicinales. Par conséquent, l'explication de la connotation scientifique du traitement des bâtonnets d'astragale rouge revêt une importance pratique pour la transformation et l'application des caractéristiques authentiques.

L'analyse de la littérature et l'enquête sur le terrain ont permis de constater que les matières médicinales chinoises traitées par pétrissage ou roulage comprennent le Hongqi, l'astragale de Mongolie, le Baitiao Codonopsis, le Su Hua Codonopsis, le Chuan Codonopsis, le Baxian Codonopsis, le Luo Codonopsis, le Fang Dang, le Lu Codonopsis, le Sanqi, la médecine Guangshan, etc. L'analyse de la connotation scientifique du pétrissage et du traitement du hongqi et d'autres substances médicinales est un élément clé du contrôle de leur qualité. Le traitement du hongqi dans son lieu d'origine a la particularité de combiner deux processus uniques : le frottement et la transpiration. Le processus de transformation doit répéter les deux processus jusqu'à ce que la transformation soit terminée. Les questions scientifiques concernent la mécanique, la température, etc. Afin de contrôler les variables expérimentales et d'étudier l'impact de la transformation dans le lieu d'origine sur la qualité du Hongqi, le processus de frottage a été privilégié dans le plan d'expérience. À cette fin, des méthodes telles que la description des caractéristiques, la microscopie électronique à balayage, l'identification microscopique et l'analyse des empreintes digitales ont été utilisées pour comparer les différences entre les échantillons d'astragale rouge malaxés et non malaxés et pour étudier la relation entre la qualité de l'astragale rouge malaxée et celle de l'astragale rouge, fournissant ainsi un soutien scientifique pour expliquer la connotation scientifique de la transformation de l'astragale rouge malaxée.

Les études d'identification ont révélé que l'échantillon roulé est de forme cylindrique, avec une peau serrée et délicate, une surface brun clair, une odeur de haricot à la mastication, un goût sucré et une forte odeur de haricot à l'odorat. La section transversale est fibreuse et poudreuse, avec une texture dure et dense qui ne se casse pas facilement. Les racines fibreuses sont faciles à sécher et tombent pendant le processus de roulage, et la texture primaire est relativement délicate. La surface de la matière médicinale présente des rainures petites et peu profondes, et la plupart des pores de la peau sont plats. Il y a plus d'amidon à grain unique et d'amidon à grain composé, et la morphologie est plus évidente. La disposition des cellules de liège est relativement nette et la morphologie des cellules est principalement rectangulaire. Les échantillons non roulés ont des formes cylindriques irrégulières avec des branches, de l'écorce de pin et sont faciles à briser. Certains échantillons présentent des caractéristiques creuses après rupture, et présentent un certain degré de texture semblable à celle du bois. Les rides longitudinales sont profondes, la surface est brun foncé et l'odeur de haricot est légère ou absente à la mastication ou à l'odorat. La texture primaire est rugueuse et les rainures sont larges et profondes. La plupart des trous de la peau des échantillons déroulés dépassent de la surface de la matière médicinale, et les granules d'amidon sont pour la plupart regroupés. Il y a peu de granules d'amidon simples et complexes, et les cellules de liège sont disposées de manière irrégulière. La morphologie des cellules est irrégulière. Les différences de texture secondaire, de canaux, de cellules à parois minces, de cristaux (cristaux carrés) et de fibres de gaine cristalline entre les échantillons roulés et non roulés sont faibles ou ne peuvent pas être caractérisées dans ces conditions. En ce qui concerne les spectres d'empreintes digitales et la teneur en mangiférine, il existe une certaine différence de similarité entre les échantillons d'astragale rouge frottés et déroulés. La similarité moyenne des échantillons frottés est plus élevée que celle des échantillons non roulés, et il existe une différence significative dans la teneur en mangiférine entre les échantillons frottés et non roulés. La teneur en mangiférine des échantillons frottés est plus élevée que celle des échantillons non frottés. La teneur moyenne en mangiférine des échantillons sauvages frottés est 2,58 fois supérieure à celle des échantillons non frottés, et la teneur moyenne en mangiférine des échantillons cultivés frottés est 1,87 fois supérieure à celle des échantillons non frottés. Les études ci-dessus indiquent qu'il existe certaines différences dans les caractéristiques morphologiques, la texture primaire et les pores, les granules d'amidon, les cellules de liège, la similarité des empreintes digitales et la teneur en mangiférine entre les échantillons frottés et non frottés, et que la teneur en mangiférine augmente après avoir été frottée avec du Hongqi.

L'enquête sur le terrain et l'observation du processus expérimental ont permis de constater que le processus de pétrissage n'est pas seulement une étape clé pour garantir la qualité, mais qu'il implique également des liens importants tels que le processus de "séchage par étapes à température variable (pétrissage pendant le séchage)" de la médecine traditionnelle chinoise Hongqi, qui présente des caractéristiques physiques telles que le frottement et la force. Les ingrédients actifs de la médecine traditionnelle chinoise ont généralement des propriétés thermosensibles et facilement oxydables. Le processus de pétrissage et de séchage est influencé par la température, ce qui peut facilement entraîner des modifications de l'apparence, des ingrédients actifs et de l'activité biologique. Leurs propriétés physiques (couleur, odeur, morphologie, volume, microstructure) et chimiques (polysaccharides, flavonoïdes, autres composants) changent. Par conséquent, le processus de pétrissage et de séchage s'accompagne de phénomènes tels que la réduction de l'eau, la conversion de l'énergie et les changements chimiques dans les matières médicinales. Le processus de réduction de l'humidité jusqu'à la valeur spécifiée par la pharmacopée en médecine chinoise, comme le Hongqi, après la récolte est un processus de "métabolisme lent". Au fur et à mesure que le processus de pétrissage et de séchage progresse, l'impact du pétrissage et du séchage sur la teneur en eau de la médecine traditionnelle chinoise rompt l'équilibre dynamique de la composition chimique interne et de la structure moléculaire de la médecine traditionnelle chinoise. Cela entraîne des modifications de sa morphologie, de sa microstructure et de ses principes actifs. Une fois que la teneur en eau a atteint un certain niveau (après le pétrissage et le séchage), la médecine chinoise traditionnelle, en tant qu'ensemble complexe, se trouve dans un processus d'équilibre statique. Après la transformation en tranches de plantes médicinales chinoises, l'équilibre des plantes est transféré d'un équilibre à l'autre, ou certaines plantes conservent l'équilibre des plantes d'origine. Cela peut être similaire au processus de changement énergétique et chimique dans la décoction de la médecine traditionnelle chinoise après la compatibilité, qui forme un nouveau système d'équilibre après la décoction. En outre, le processus de pétrissage dans la zone de production de Hongqi repose principalement sur le pétrissage manuel, de sorte que le développement d'un mécanisme de pétrissage et d'une "machine à pétrir" est l'une des orientations importantes de la recherche future.

En termes de mécanisme de pétrissage, le pétrissage sert de force mécanique ou de stimulus mécanique qui applique des signaux mécaniques à la surface des plantes médicinales à mouvement lent et transmet les signaux mécaniques à l'intérieur des plantes (de la surface à l'intérieur, de l'extracellulaire à l'intracellulaire), ce qui entraîne des changements dans leurs propriétés, leurs caractéristiques microscopiques et leur composition chimique. Les modifications de la composition chimique peuvent être dues à la conversion de la mangiférine ou des composants flavonoïdes contenus dans les herbes médicinales Hongqi en mangiférine au cours du processus de pétrissage. Le mécanisme peut être lié aux hypothèses suivantes : (1) Les signaux mécaniques affectent les parois cellulaires des plantes et d'autres structures tissulaires, transduisant les stimuli extracellulaires en signaux intracellulaires, provoquant des changements dans la structure tissulaire ou les métabolites secondaires. (2) Les signaux mécaniques affectent les canaux ioniques mécanosensibles ou les protéines mécanosensibles des plantes. La perception "moléculaire ou structurelle" ou les signaux mécaniques des signaux mécaniques sensoriels dans les matériaux médicinaux Hongqi sont transmis par les neurotransmetteurs des signaux mécaniques sensoriels dans les plantes, provoquant l'ouverture et la fermeture des canaux mécanosensibles. Les substances à petites molécules s'échangent ou se transforment les unes avec les autres, ce qui entraîne finalement des changements dans les métabolites secondaires. (3) Les signaux mécaniques stimulent les signaux électriques dans la plante médicinale Hongqi. Les signaux phytoélectriques sont largement répandus dans les plantes, qui ont une réponse et une vitesse de conduction rapides. Après avoir été stimulées, les substances médicinales régulent la réponse physiologique de Hongqi dans le temps le plus court possible. Des signaux mécaniques intermittents peuvent provoquer des changements dans les signaux électriques de la médecine traditionnelle chinoise, entraînant des réponses physiologiques et des changements dans la structure des tissus ou des métabolites secondaires. (4) Lorsque la force mécanique du pétrissage est appliquée aux plantes médicinales, elle produit des changements similaires à la "mécanochimie" (mécanochimie : au sens étroit, elle se réfère aux réactions chimiques causées par l'action d'une force mécanique sur des substances solides, et au sens large, elle se réfère à tous les phénomènes chimiques causés par une force mécanique), qui peut produire des effets thermiques ou non thermiques uniques (tels que la génération de substances semblables au plasma et l'influence des liaisons chimiques dans les molécules) ou des signaux mécaniques. En tant qu'énergie mécanique, elle est convertie en énergie chimique par un dispositif dans le corps de la plante, ce qui entraîne des changements dans la structure des tissus et des métabolites secondaires des plantes médicinales. (5) La force mécanique du pétrissage appliquée aux plantes médicinales produit un effet biomécanique. Les signaux mécaniques générés après le pétrissage des plantes médicinales sont transmis au noyau cellulaire, provoquant l'expression ou l'inhibition des gènes correspondants. Au cours du processus de pétrissage, la force induit l'expression ou l'inhibition de gènes d'enzymes clés (tels que les gènes de l'isoflavone synthase) dans la voie de la phénylalanine, ce qui entraîne des changements dans la teneur en métabolites secondaires. Les résultats de cette étude ont montré que la teneur moyenne en mangiférine des échantillons roulés sauvages était 2,58 fois plus élevée que celle des échantillons non roulés après roulage, et que la teneur moyenne en mangiférine des échantillons roulés cultivés était 1,87 fois plus élevée que celle des échantillons non roulés. La raison possible est que pendant le processus de laminage, les matières médicinales sont stimulées par une force mécanique qui les fait passer de l'état frais à l'état sec, et la force mécanique est transmise, ce qui entraîne l'expression ou la réduction au silence des gènes clés de l'isoflavone synthase, de la phénylalanine désaminase, de l'hydroxylase de l'acide cinnamique et de la mangiférine, gènes de l'hydroxylase de l'acide cinnamique, gènes de la coumarine CoA ligase, gènes de la chalcone synthase dans la voie de synthèse de la mangiférine, entraînant l'expression ou l'inhibition des gènes clés de l'isoflavone synthase, des gènes de la phénylalanine désaminase, des gènes de l'hydroxylase de l'acide cinnamique dans la voie de synthèse de la mangiférine. L'expression ou l'inhibition des gènes d'enzymes, des gènes de la CoA ligase de l'acide coumarique, des gènes de la chalcone synthase, etc., entraîne une augmentation de la teneur en mangiférine.
En résumé, nous avons établi un système de caractérisation tridimensionnel basé sur les caractéristiques phénotypiques macroscopiques, les caractéristiques structurelles microscopiques et l'analyse des caractéristiques chimiques globales. Nous avons mené une étude comparative de l'astragale rouge traitée par frottement et des échantillons non frottés sur la base des spectres d'empreintes microscopiques des traits, et nous avons constaté des changements significatifs dans les traits, les spectres microscopiques, les spectres d'empreintes et les ingrédients actifs de l'astragale rouge avant et après le frottement. Nous avons analysé la connotation scientifique du traitement par frottement. La friction et le traitement sont une étape indispensable pour garantir la qualité et la formation authentique du Hongqi, et constituent l'une des technologies permettant d'augmenter la teneur en principes actifs des matières médicinales du Hongqi. Elle peut servir de point de départ à l'application des caractéristiques authentiques du Hongqi et fournir des idées pour améliorer la teneur en ingrédients actifs d'autres matières médicinales. L'étude du mécanisme de pétrissage doit être approfondie en combinant la médecine traditionnelle chinoise avec la physique, la chimie, la biologie moléculaire, la mécanochimie, la biomécanique, l'électrophysiologie, la biologie structurelle et d'autres disciplines.