Optimisation du processus de préparation de l'acide safranique à partir du pigment jaune de gardénia sur la base d'une méthode expérimentale orthogonale
L'acide safranique (formule structurelle présentée à la figure 1) est l'un des principaux ingrédients actifs de l'iris Crocus sativus L., qui a des effets pharmacologiques tels que le traitement des maladies neurologiques, les maladies cardiovasculaires, l'antioxydation et les effets antitumoraux. Un grand nombre d'études ont montré que la médecine traditionnelle chinoise Gardenia jasminoides Elli est riche en glycosides de safran dont l'aglycone est l'acide safranique, et que les ressources végétales sont abondantes. L'équipe du projet a établi un processus de préparation pour l'enrichissement et l'extraction du pigment jaune du gardénia en utilisant la chromatographie sur colonne de polyamide à un stade précoce, et a prouvé pour la première fois que le pigment jaune du gardénia a de bonnes activités biologiques antioxydantes, antihypoxie et anti-fatigue, et qu'il a une bonne valeur de développement. Toutefois, des études pharmacocinétiques ont montré que les glycosides de safran ne peuvent pas être absorbés dans la circulation sanguine sous leur forme originale et que leur biodisponibilité est faible après administration orale, ce qui conduit finalement à l'hydrolyse en acide safranique. Afin de poursuivre des recherches pertinentes, il est nécessaire de préparer de l'acide safranique de haute pureté. Zhang a séparé et enrichi les saponines totales du safran à l'aide d'une résine d'adsorption macroporeuse, et les a hydrolysées avec 10% KOH pour obtenir l'acide safranique brut. Fang et al. ont extrait le pigment jaune du gardénia et l'ont hydrolysé avec une solution de 10% KOH pour préparer l'extrait brut d'acide de safran. La préparation de l'acide safranique de haute pureté nécessite généralement d'autres processus de purification complexes tels que la chromatographie sur colonne ou la recristallisation. Toutefois, en raison de la difficulté à dissoudre l'acide safranique dans l'eau et de sa faible solubilité dans les réactifs organiques généraux tels que l'éthanol et le méthanol, le processus de purification actuel nécessite souvent l'utilisation de réactifs organiques tels que la pyridine et le DMF, ce qui rend difficile d'éviter les résidus organiques ; en même temps, l'utilisation d'une grande quantité de réactifs organiques peut également entraîner une grave pollution de l'environnement. Le processus de préparation existant comporte des étapes opérationnelles compliquées et des cycles de préparation longs, ce qui rend difficile la production industrielle d'acide safranique de haute pureté.

Cette étude a conçu une expérience orthogonale pour étudier systématiquement les conditions du processus d'hydrolyse alcaline. La teneur et le rendement de l'acide crocétine ont été utilisés comme indicateurs d'évaluation pour optimiser le processus d'hydrolyse alcaline du pigment jaune de gardénia par le biais d'un plan orthogonal. Parallèlement, la méthode de traitement du pigment jaune de gardénia après l'hydrolyse alcaline a été améliorée pour obtenir un rendement élevé, une grande pureté et une méthode de préparation avec moins d'étapes et aucun solvant organique résiduel. Ces résultats constituent une référence pour l'extraction et la production industrielle de l'acide crocétine dans le gardénia et favorisent le développement et l'application à grande échelle de l'acide crocétine dans les domaines de l'alimentation et de la médecine.

Le groupe de recherche a rapidement extrait et enrichi le pigment jaune de haute pureté du gardénia en utilisant la chromatographie sur colonne de polyamide au stade initial. Le pic d'absorption à 440 nm a été détecté par CLHP, et il a été constaté que ses principaux composants étaient la crocine-1 et la crocine-2. Sur cette base, le pigment jaune de gardénia a été utilisé comme matière première pour la préparation de l'acide de crocétine.

Actuellement, les méthodes de préparation de l'acide safranique utilisent principalement l'hydrolyse alcaline pour hydrolyser les glycosides de safran dans le gardénia en acide safranique, et la purification ultérieure de l'acide safranique utilise généralement des méthodes de chromatographie sur colonne ou de recristallisation. Toutefois, en raison des propriétés physiques insolubles de la crocétine, le processus de préparation par chromatographie sur colonne ou recristallisation est non seulement lourd, long, consomme une grande quantité de réactifs et pollue gravement l'environnement, mais il est également difficile d'éviter les résidus organiques lors de l'utilisation de réactifs organiques tels que le DMF.

Cette étude a examiné et optimisé le processus de préparation de l'acide de crocétine en utilisant différentes méthodes de traitement de la solution réactionnelle hydrolysée. Après optimisation, les étapes du processus étaient simples et l'acide de crocétine de haute pureté a été préparé en une seule étape à partir du pigment jaune de gardénia, éliminant les processus de purification fastidieux tels que la séparation sur colonne ou la recristallisation, évitant la consommation de réactifs organiques et le problème des réactifs résiduels dans le processus. Le processus de préparation était écologique et sans pollution, et la teneur en acide crocétine obtenue pouvait atteindre plus de 95%. Parallèlement, afin d'améliorer le rendement de l'acide safranique, le processus d'hydrolyse alcaline du pigment jaune de gardénia a été étudié sur la base de l'optimisation du processus. Une étude à facteur unique a été menée en sélectionnant le rapport matière/liquide, la concentration de NaOH, la température d'hydrolyse et le temps d'hydrolyse. Des expériences orthogonales ont été conçues sur la base des résultats de l'étude, et les conditions optimales pour l'hydrolyse alcaline ont été déterminées en utilisant la teneur et le rendement comme indicateurs d'évaluation.

Cette expérience a permis d'optimiser la voie de préparation de l'acide safranique à partir du pigment jaune de gardénia et de concevoir des expériences à facteur unique et orthogonales afin d'optimiser les conditions de l'hydrolyse alcaline. Une méthode rapide, à haut rendement et de grande pureté a été obtenue pour la préparation de l'acide safranique. Par rapport aux méthodes couramment utilisées, elle ne nécessite pas de traitement de purification ultérieur, n'implique pas de solvants organiques, permet d'économiser du temps et des coûts de production et présente une bonne importance de référence pour l'extraction et la préparation de l'acide safranique à partir du gardénia.