Optimisation du processus d'extraction et de l'activité inhibitrice de l'α-glucosidase du son et des saponines de quinoa à l'aide de la méthodologie de la surface de réponse
Chenopodium quinoa Willd. est originaire de la région montagneuse des Andes en Amérique du Sud et constitue le principal aliment traditionnel du peuple indigène Inca. Sa consommation et sa culture remontent à plus de 5 000 à 7 000 ans. Le quinoa a une grande valeur nutritionnelle, il est riche en phénols et en flavonols, et il a des activités antioxydantes, régulatrices du système immunitaire et anticancéreuses. Au début des années 1960, la Chine a commencé à introduire des ressources en quinoa. Ces dernières années, la superficie des plantations de quinoa en Chine s'est rapidement étendue. En 2019, la superficie estimée de plantation de quinoa en Chine dépassait 20000 mètres carrés, avec une production totale de 20000 à 30000 tonnes. Le son de quinoa (c'est-à-dire l'enveloppe extérieure de la graine de quinoa) contient une grande quantité de saponines triterpénoïdes, mais les saponines ont un goût amer. Avant de consommer le quinoa, il est souvent éliminé par lavage ou broyage, de sorte qu'une grande quantité de son de quinoa est produite lors de la production et de la transformation du quinoa. Cependant, l'utilisation actuelle du son de quinoa se limite à une simple transformation en vue d'une utilisation comme aliment pour animaux. Si le son de quinoa peut être utilisé, la valeur d'utilisation globale du quinoa peut être améliorée. Les saponines triterpéniques ont des activités anti-inflammatoires, anti-tumorales, anti-athérosclérose et antidiabétiques. En outre, il a été rapporté que l'albumine contenue dans le son de quinoa a des activités antioxydantes et inhibitrices de l'enzyme de conversion de l'angiotensine. Son extrait d'éthanol 50% a des effets protecteurs sur les lésions hépatiques et la fibrose induites par le tétrachlorure de carbone chez les souris en activant le système enzymatique antioxydant et en bloquant la voie TGF - β 1. Parallèlement, des études ont montré que les polyphénols et les extraits de saponine du quinoa non transformé ont une forte activité inhibitrice sur l'α-glucosidase.

À l'heure actuelle, il n'existe aucun rapport pertinent sur le processus d'extraction ultrasonique des saponines totales du son de quinoa. Cette expérience a utilisé le son de quinoa comme matériel expérimental pour optimiser le processus d'extraction ultrasonique des saponines totales. Sur la base d'expériences à facteur unique, le rapport liquide/matière, la concentration d'éthanol, la durée et la température des ultrasons ont été sélectionnés comme variables indépendantes, et le rendement d'extraction des saponines totales du son de quinoa a été utilisé comme valeur de réponse. La méthodologie de la surface de réponse a été utilisée pour optimiser le processus d'extraction par ultrasons des saponines totales du son de quinoa. Cette expérience a également examiné l'activité inhibitrice de l'extrait sur l'alpha glucosidase dans les conditions optimales du processus d'extraction. Parallèlement, une équation de cinétique de réaction enzymatique a été établie pour analyser sa cinétique d'inhibition, et le mécanisme d'inhibition de l'extrait de son de quinoa sur l'alpha glucosidase a été étudié, afin d'explorer le potentiel de développement du son de quinoa en tant qu'inhibiteur de l'alpha glucosidase et de fournir une base théorique et des données à l'appui du développement et de l'utilisation futurs du son de quinoa.

Le processus optimal d'extraction ultrasonique des saponines du son de quinoa a été optimisé en utilisant la méthodologie de la surface de réponse, avec un rapport liquide/matière de 15mL/g, une extraction ultrasonique à l'éthanol de 75%, une durée d'ultrasons de 1,5 heure et une température d'ultrasons de 45 ℃. Le rendement total de l'extraction de la saponine était de 2,370% ± 0,022%. Ce procédé présente des conditions simples, un fonctionnement et un contrôle faciles, une bonne stabilité et permet de surmonter les inconvénients des méthodes conventionnelles telles que la longue durée d'extraction et les étapes fastidieuses du traitement thermique.

L'expérience sur l'activité inhibitrice de l'α-glucosidase a montré que l'extrait de saponine totale du son de quinoa avait une activité inhibitrice significativement plus forte que l'acarbose, un inhibiteur de l'α-glucosidase disponible dans le commerce (P<0,05), et il est prévu d'isoler des inhibiteurs de l'α-glucosidase sûrs et efficaces à partir de cet extrait. Le mécanisme d'inhibition et les études de cinétique enzymatique ont montré que l'extrait de saponine totale du son de quinoa est un type d'inhibition mixte réversible, ce qui fournit une référence pour clarifier le mécanisme de l'extrait de son de quinoa dans la réduction de la glycémie postprandiale et fournit une base de données et un soutien technique pour son utilisation à haute valeur ajoutée. En outre, la base de la substance active et l'activité in vivo du son de quinoa dans l'inhibition de l'alpha glucosidase peuvent être étudiées plus avant grâce à l'isolement et à la préparation, ainsi qu'à l'établissement de modèles animaux apparentés.