Étude de la corrélation entre la couleur du Hongqi et les composants caroténoïdes
Hedysari Radix est une plante médicinale authentique et spécialisée de la province de Gansu, et constitue l'un des piliers de la revitalisation de l'économie rurale dans le sud de la province de Gansu. Le district de Wudu, dans la province de Gansu, est devenu la "ville natale de l'Hedysari chinois", et l'herbe médicinale Hedysari Radix produite a donné naissance à la marque "Micang Hongqi". L'observation expérimentale du groupe de recherche a révélé que le Hongqi présente diverses caractéristiques de couleur telles que le jaune brunâtre, le brun rougeâtre, le brun rougeâtre et le brun jaune.

La couleur n'est pas seulement un élément important de la théorie de la différenciation et de la qualité des couleurs dans la médecine traditionnelle chinoise, mais elle est aussi étroitement liée à sa qualité intrinsèque en tant que caractéristique la plus intuitive de la médecine chinoise. Avant la dynastie Han, les gens ont commencé à prêter attention à la couleur des médicaments. Par exemple, dans le "Shennong Bencao Jing", 68 médicaments sont nommés d'après des couleurs telles que le vert, le rouge, le jaune, le blanc et le noir. Le "Compendium of Materia Medica Annotations" indique que "la couleur du Pu Nai est bonne lorsqu'il est vert et blanc, le jaune nuit aux gens et le rouge les tue" ; le "Newly Revised Materia Medica" indique que la peau Qin "prend les taches d'eau de la peau et la rend bleue". Le "Original Materia Medica" indique que "seul le blanc est supérieur" pour Atractylodes macrocephala, "le jaune vif est supérieur" pour Coptis chinensis, "l'écorce de racine et la chair violette sont supérieures" pour Danshen, et "la chair verte est supérieure, suivie du jaune et du blanc, et la chair noire et huileuse est inférieure" pour Muxiang ; Le Compendium of Materia Medica fait également état de la relation entre la couleur des plantes médicinales et leur lieu d'origine, comme dans le cas de Huangqin "Xiqin... couleur Qian, Beiqin... jaune foncé", ce qui indique une relation étroite entre la couleur et le nom, l'efficacité, l'identification du médicament, la qualité et le lieu d'origine de la médecine traditionnelle chinoise. En outre, la recherche moderne a montré que la couleur de la médecine traditionnelle chinoise est étroitement liée à ses propriétés médicinales et à sa composition chimique, servant de pont entre l'"excellence externe" et la "qualité interne" des matériaux médicinaux. La couleur peut être utilisée pour distinguer et évaluer l'origine, la variété, la période de récolte, le stockage et les techniques de traitement des matières médicinales. En même temps, la couleur peut être utilisée comme un indicateur d'évaluation de la qualité des matières médicinales. Dans l'édition 2020 de la pharmacopée de la République populaire de Chine (volume 1), plus de 200 substances médicinales utilisent également la "couleur" comme l'un de leurs indicateurs d'évaluation de la qualité. Les feuilles, les fleurs, les fruits et les racines des plantes supérieures sont riches en caroténoïdes, des pigments tétraterpéniques dont la structure est jaune, rouge orangé, rouge et pourpre. Ils sont étroitement liés à la formation de la couleur des plantes et ont des fonctions et des activités physiologiques telles que l'antioxydation, la photoprotection, la coloration, l'amélioration du système immunitaire, la prévention du cancer et la lutte contre le cancer. Ils ont été largement utilisés dans des industries telles que l'alimentation, les soins de santé, les soins de la peau et les cosmétiques, la médecine et l'élevage.

Sur cette base, le groupe de recherche a pris l'astragale rouge comme objet de recherche et a utilisé un colorimètre de précision et la chromatographie liquide avec spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS) pour étudier la corrélation entre la couleur de l'astragale rouge et les composants caroténoïdes. La corrélation entre la couleur et les composants caroténoïdes a été analysée, ainsi que les différences entre les métabolites caroténoïdes dans différents échantillons d'astragale rouge colorée, afin de fournir une référence pour les raisons et l'évaluation de la qualité de la diversité des couleurs de l'astragale rouge.

 

Cet article prend comme objet de recherche des échantillons d'astragale rouge de différentes couleurs et utilise un colorimètre de précision, la LC-MS/MS et d'autres méthodes de détection pour déterminer les valeurs de couleur des échantillons d'astragale rouge de différentes couleurs et le contenu de 68 types de métabolites caroténoïdes (17 types détectés). L'analyse de variance à facteur unique, l'analyse PCA, l'analyse de cluster, l'analyse de corrélation, le modèle OPLS-DA de projection de l'importance des variables VIP et les méthodes de valeur multiple de différence sont appliqués pour étudier les changements dans les valeurs de couleur et les métabolites caroténoïdes parmi les astragales rouges de différentes couleurs, et pour étudier la corrélation entre la couleur de l'astragale rouge et les composants des caroténoïdes. Les résultats ont montré que les valeurs L * des six valeurs de couleur des échantillons d'astragale rouge brun jaune, brun rougeâtre, brun rougeâtre et brun jaune allaient de 75,38 à 85,41, les valeurs a * allaient de 3.95 à 5,16, les valeurs b * vont de 11,52 à 15,91, les valeurs C * vont de 12,31 à 16,53, les valeurs h ° vont de 68,77 à 74,23, et la différence totale de couleur Δ E * ab va de 1,58 à 8,49. Les valeurs L *, b *, C *, h ° et la différence totale de couleur Δ E * ab de HC1 jaune brunâtre sont les plus élevées parmi les quatre couleurs, HC2 brun rougeâtre a la valeur a * la plus élevée parmi les quatre couleurs, la valeur L *, la valeur h ° et la différence totale de couleur Δ E * ab sont les plus basses parmi les quatre couleurs, et HC3 brun rougeâtre a les valeurs a *, b * et C * les plus basses parmi les quatre couleurs. Les six valeurs de couleur de HC4 brun jaune sont réparties à un niveau intermédiaire. Il y avait des différences hautement significatives dans les valeurs L *, a *, C *, h °, et Δ E * ab parmi les quatre groupes d'échantillons d'astragale rouge avec différentes couleurs, et une différence significative dans les valeurs b *, indiquant que les couleurs subjectivement jugées par l'œil nu sont représentatives et peuvent refléter les différences de couleur entre les échantillons d'astragale rouge.
Les résultats de la détection des composants caroténoïdes ont montré qu'un total de 68 types de composants caroténoïdes ont été détectés dans les échantillons de différentes couleurs d'astragale rouge. Parmi eux, 17 composants ont été détectés, dont 2 caroténoïdes et 15 composants de lutéine. Les métabolites non détectés peuvent être dus à l'absence de ces composants ou à leur teneur inférieure à la limite de détection de l'instrument. Une analyse plus poussée du contenu a révélé qu'il y avait des valeurs maximales et minimales dans le contenu de 17 types de caroténoïdes parmi les quatre échantillons de couleur. La distribution de ces composants variait entre les différents échantillons colorés d'astragale rouge, avec des différences significatives (P<0,05) dans la lutéine et la zéaxanthine entre les quatre échantillons colorés. Les différences dans les 15 autres composants n'étaient pas significatives. La synthèse des caroténoïdes et d'autres composants dans les plantes médicinales est influencée par la lumière, la récolte, le traitement dans la zone de production et la transformation, de sorte que la formation de différences peut être liée aux effets globaux de ces facteurs.
Les résultats de la recherche PCA montrent qu'il existe une coexistence d'informations croisées et d'informations communes dans la distribution des composants caroténoïdes parmi les échantillons d'astragale rouge de quatre couleurs. Les caractéristiques de changement de couleur des produits médicinaux Hongqi sont liées aux métabolites caroténoïdes, et les composants caroténoïdes contribuent à la formation de la couleur des produits médicinaux Hongqi. Les résultats de l'analyse coûts-avantages ont montré que la cohérence entre la classification subjective des couleurs et la classification des métabolites caroténoïdes n'était pas élevée et que le regroupement n'était pas strictement basé sur les quatre couleurs. Les types de métabolites caroténoïdes parmi les échantillons de différentes couleurs présentaient un certain degré de similitude. La teneur en métabolites caroténoïdes des échantillons de même couleur de l'herbe médicinale Hongqi était différente, et il existait une certaine relation entre la couleur et la teneur en métabolites caroténoïdes. Les échantillons de Hongqi de couleurs différentes avaient des métabolites différents, ce qui était similaire aux résultats obtenus par l'ACP.
Les résultats de l'analyse de corrélation ont montré qu'il y avait une corrélation entre la valeur de la couleur de l'astragale rouge et la teneur en métabolites caroténoïdes. Il y avait deux métabolites caroténoïdes avec une corrélation négative significative dans la valeur de couleur L * de l'astragale rouge, à savoir l'acide β - cryptoaurique et le butyrate jaune pourpre, et un métabolite caroténoïde avec une corrélation négative significative dans la différence de couleur totale Δ E * ab valeur, à savoir le butyrate jaune pourpre. La corrélation avec d'autres composants caroténoïdes n'était pas significative ; il existe une corrélation positive significative entre L * et la différence de couleur totale Δ E * ab, et une corrélation positive significative entre la valeur de couleur b * et C * ; il existe une corrélation positive ou négative significative entre certains composants caroténoïdes, ce qui indique qu'il existe des informations de corrélation dans la voie de biosynthèse des composants caroténoïdes au cours du processus de croissance de Hongqi. Les résultats ci-dessus confirment les résultats de l'analyse de la variance à sens unique, de l'ACP et de l'ACS.
La méthode de combinaison de la projection de l'importance des variables (VIP) et des valeurs multiples de la différence dans le modèle OPLS-DA a été utilisée pour cribler l'astragale rouge de différentes couleurs pour les métabolites caroténoïdes. Les résultats ont montré qu'il y avait 6, 4, 4, 5, 6 et 6 métabolites caroténoïdes différentiels impliqués dans HC1 brun et HC2 brun rouge, HC1 brun et HC3 brun rouge, HC1 brun et HC4 brun jaune, HC2 brun rouge et HC3 brun rouge, HC2 brun rouge et HC4 brun jaune, HC2 brun rouge et HC4 brun jaune, HC3 brun rouge et HC4 brun jaune, respectivement. Les métabolites différentiels impliqués dans les quatre couleurs étaient principalement 10, dont l'alpha-carotène, le bêta-carotène et la lutéine. Ester d'acide laurique, ester d'acide dimérique de lutéine, ester d'isobutyrate jaune pourpre, ester d'acide myristique jaune pourpre, jaune anthère, zéaxanthine, jaune pourpre, lutéine.
D'après d'autres résultats d'analyse, les deux composants qui ont une relation significative avec les valeurs de couleur sont la β - cryptoxanthine, l'acide laurique et le butyrate jaune pourpre. Parmi les échantillons de différentes couleurs d'astragale rouge, il y a deux composants avec des différences significatives dans les composants caroténoïdes, la lutéine et la zéaxanthine, dans l'ANOVA à sens unique. Par conséquent, il existe principalement 11 composants liés à la couleur de l'astragale rouge, à savoir l'α-carotène, le β-carotène, le dilaurate de lutéine, l'ester dimérique de lutéine, le butyrate jaune pourpre, l'ester de noix de muscade jaune pourpre, le jaune d'anthère, la zéaxanthine, le jaune pourpre, la lutéine et l'acide laurique de β-cryptoxanthine, qui peuvent être divisés en deux catégories : les caroténoïdes et la lutéine. En raison de la régulation à plusieurs niveaux de la synthèse, de la dégradation et du stockage des métabolites caroténoïdes dans les cellules végétales, ainsi que de l'influence de processus tels que "la plantation, la récolte, la transformation et l'utilisation" dans la production de matières médicinales, la teneur globale en caroténoïdes dans les matières médicinales n'est pas seulement liée à des facteurs internes dans la voie de biosynthèse, mais est également régulée par des facteurs externes. L'effet global fait que la teneur et les types de composants caroténoïdes dans les différentes matières médicinales commerciales sont différents, ce qui se traduit par des couleurs de plantes différentes.
La couleur est une sensation psychologique produite par le rayonnement électromagnétique ou la lumière agissant sur les organes visuels humains, influencée à la fois par des propriétés physiques et des sensations psychologiques. Son essence est un spectre physique continu. Le mécanisme de coloration des substances médicinales est étroitement lié à la structure du système conjugué de leurs substances colorantes. La transition π→π * dans le système conjugué moléculaire et la transition n →π * ou n →σ * dans le système conjugué p →π des composés organiques insaturés contenant des hétéroatomes sont les principales raisons de leur coloration. Les caroténoïdes présents dans les différents échantillons d'astragale rouge colorée appartiennent aux composés isoprènes et sont l'un des composants chromogéniques de l'astragale rouge. Ils contiennent tous de nombreuses doubles liaisons conjuguées. L'astragale rouge brune, jaune brune, rouge brune et rouge brune peut être colorée en raison de l'absorption de leurs bandes lumineuses complémentaires violette et verte par les "électrons de l'état fondamental" de leurs composants chromogènes (métabolites caroténoïdes). En outre, lorsque le rayonnement lumineux rencontre des particules diffusantes au cours de sa propagation, les particules diffusantes de différentes lignées produisent différents types de diffusion, de réfraction, d'interférence et de diffraction. Par conséquent, la production d'échantillons d'astragale brun jaune, brun jaune, brun rougeâtre et brun rougeâtre peut être liée aux transitions électroniques et à la propagation de la lumière des doubles liaisons conjuguées des composants caroténoïdes. Les phénomènes physiques tels que la diffusion, la réfraction, l'interférence et la diffraction qui se produisent lors de l'utilisation d'herbes médicinales sont liés.
En résumé, il existe des différences significatives dans les valeurs de couleur des échantillons d'astragale jaune brunâtre, brun rougeâtre, brun rougeâtre et brun jaune rouge. Il existe une corrélation entre la valeur de la couleur et la teneur en métabolites caroténoïdes. Les métabolites différentiels impliqués dans les quatre couleurs comprennent deux catégories de caroténoïdes et 11 types de lutéine, à savoir l'α-carotène, le β-carotène, le dilaurate de lutéine, l'ester dimérique de lutéine, le butyrate jaune pourpre, l'ester de noix de muscade jaune pourpre, le jaune d'anthère, la zéaxanthine, le jaune pourpre, la lutéine et l'acide laurique de β-cryptoxanthine. C'est l'une des substances colorantes qui produisent la couleur de l'astragale rouge. La coloration des échantillons d'astragale rouge brunâtre, brun rougeâtre, brun rougeâtre et brun jaune peut être liée à la teneur et aux types de métabolites caroténoïdes mentionnés ci-dessus.