Comment la charge en phytoglycogène améliore-t-elle la solubilité de la curcumine ?

Curcumine

La curcumine (CCM) est un composé polyphénolique extrait de plantes de curcuma telles que Curcuma longa, Curcuma longa, Ulmoides, etc. Il s'agit d'un pigment naturel jaune comestible dont l'utilisation est autorisée à la fois dans le pays et à l'étranger.
Par ailleurs, la CCM possède diverses activités physiologiques et pharmacologiques, telles que des effets antibactériens, antitumoraux, anti-virus de l'immunodéficience humaine, antifibrotiques, etc. Elle est résistante à la chaleur et sûre (pas d'effets secondaires toxiques évidents sur le corps humain à la dose de 12 g/j).
Cependant, la solubilité dans l'eau de la CCM est très faible (11 ng/mL, 25°C), ce qui entraîne une mauvaise absorption et une faible biodisponibilité dans l'organisme, et son application dans les domaines connexes tels que l'alimentation et la médecine avec une matrice soluble dans l'eau est donc fortement limitée. Par conséquent, l'amélioration de la solubilité dans l'eau de la CCM est la clé du développement de son potentiel d'application.
Actuellement, les méthodes visant à améliorer la solubilité de la CCM comprennent une variété de techniques ou de systèmes basés sur les liposomes, les micelles, les nanoémulsions, les dispersions solides amorphes, la modification chimique de la CCM et la formation de complexes, avec des matériaux porteurs qui comprennent des polymères naturels (hydrates de carbone, protéines et graisses) ainsi que des polymères synthétiques.
Toutefois, la plupart des méthodes susmentionnées ne sont pas facilement applicables aux produits alimentaires, par exemple parce qu'un grand nombre de surfactants sont nécessaires pour la préparation des liposomes, que la plupart des polymères naturels doivent être modifiés et que les polymères synthétiques sont généralement peu biocompatibles. Le processus de préparation est également compliqué et le coût élevé.
Phytoglycogène
Le phytoglycogène (PG) est un α-D-glucane soluble hautement ramifié, lié par des liaisons glycosidiques α-1,4 et α-1,6. En raison de la courte longueur moyenne de la chaîne, du degré élevé de ramification et des caractéristiques structurelles telles que le modèle de ramification dendritique externe serré et interne lâche, et de la petite taille des particules, un grand nombre de résidus de glucose sont présents à la surface de la molécule, et elle est soluble dans l'eau froide en raison de la formation de liaisons hydrogène avec les molécules d'eau. Elle peut former des liaisons hydrogène avec les molécules d'eau et est facilement soluble dans l'eau froide.
Des études ont montré que le PG ne contient pas de structure en grappe, mais forme une structure sphérique avec des branches plus nombreuses et plus courtes et une structure plus serrée que l'amidon ramifié, ce qui en fait une nanoparticule naturelle.
Chen et al. ont chargé la lutéine et la quercétine avec du PG et ont augmenté de manière significative la solubilité apparente de la lutéine (0,56 μg/mL a augmenté à 130,65 μg/mL) et la solubilité de la quercétine (4,32 μg/mL a augmenté à 241,76 μg/mL). Dans cette étude, sur la base des caractéristiques que le PG est facile à disperser et à dissoudre dans l'eau froide et a une bonne stabilité de dispersion, une certaine quantité de solution d'éthanol de CCM avec une concentration élevée a été ajoutée à une certaine concentration de solution aqueuse de PG en utilisant le PG comme support, ce qui a rendu le système sursaturé en CCM.
Certaines des molécules libres de CCM ont interagi avec le PG pour former un complexe phytoglycogène-curcumine (PG-CCM), ce qui a amélioré la solubilité apparente du CCM.
Conclusion.

Le PG est un nouveau vecteur de nanoparticules qui charge la CCM de manière auto-assemblée pour former des nanoparticules complexes PG-CCM. La méthode de chargement est simple et facile, sans aucun additif, et la solubilité apparente du CCM peut être multipliée par 2700 après le chargement.
Le PG et la CCM peuvent interagir par liaison hydrogène intermoléculaire, et il n'y a pas de changement significatif dans la taille des particules du PG chargé de CCM, avec une taille moyenne de 70-75 nm, dans laquelle la CCM existe à l'état amorphe et non cristallin dans les complexes PG-CCM, et la liaison hydrogène est la principale force d'interaction entre la CCM et le PG porteur, et la CCM est déplacée du microenvironnement de plus grande polarité vers la région de plus petite polarité dans laquelle le PG interagit.
Nos résultats suggèrent que le PG est un transporteur efficace qui peut augmenter de manière significative la solubilité apparente de la CCM. Le complexe PG-CCM est simple à préparer et devrait être incorporé dans des aliments fonctionnels pour promouvoir les effets pharmacologiques de la CCM.