Control de calidad de Platycodon grandiflorum (Jacq.) A. DC. Basado en cadenas de valor y análisis de la cadena alimentaria.

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 14048 (2023) Citar este artículo

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Platycodon grandiflorum (Jacq.) A. DC. ha sido propuesto como homología entre medicamento y alimento, desempeñando así un papel importante en la prevención de enfermedades y promoción de la salud, con gran potencial de investigación y valor en aplicación clínica. Nuestro objetivo era analizar el comportamiento productivo y el desempeño financiero de las partes interesadas desde la perspectiva de la cadena de valor (CV) y proporcionar una base para mejorar la calidad de P. grandiflorum y los intereses de las partes interesadas. Se analizó químicamente P. grandiflorum recolectado de diferentes zonas productoras y se evaluó la calidad de la platicodina D. Se utilizó Rstudio3.6.0 para analizar la correlación entre las platicodinas totales (como platicodina D, platicosido E y platicodina D3) y platicodina D en P. grandiflorum, proporcionando la base para el control de calidad de P. grandiflorum. Además, estudiamos las actividades antiinflamatorias y anticancerígenas del extracto de P. grandiflorum bajo diferentes vínculos. Con base en la pirámide energética de la cadena alimentaria, se estudió la eficiencia de transferencia de componentes activos de P. grandiflorum en diferentes eslabones. En consecuencia, se determinaron 10 tipos diferentes de CV en la producción de P. grandiflorum. Nuestros resultados muestran que la coordinación vertical ha llevado a un sistema de trazabilidad más consistente y a una regulación estricta de las cadenas de suministro.

Platycodon grandiflorus (Jacq.) A. DC. (Figura complementaria S1) es la única especie de Platycodon A. DC. En la familia de las Campanuláceas. Es una hierba perenne y sus raíces secas se han utilizado en la medicina china durante miles de años1. Según un registro de la medicina tradicional china de hace 2000 años, Platycodon grandiflorum se utilizaba principalmente como expectorante para aliviar el dolor de garganta y ayudar en la evacuación de la mucosidad. Posteriormente, se documentó en muchas otras obras medicinales conocidas, incluidas Bencao Yanyi (dinastía Song, 1116 d. C.), Bencao Jing Jizhu (dinastía Liang, 1565 d. C.) y Bencao Gangmu (dinastía Ming, 1590 d. C.). Además, P. grandiflorum se utilizaba para curar la congestión torácica, la difteria y la disnea, según Shang Han Lun (dinastía Han, 219 d. C.), un famoso documento chino antiguo. Según Bencao Yanyi (dinastía Song, 1116 d.C.), se utilizaba para tratar los abscesos pulmonares. También se informó que P. grandiflorum se usaba para el tratamiento de mastitis, sarampión, dermatitis y disentería en Wanbing Huichun (dinastía Ming, 1615 d.C.). La medicina tradicional china con P. grandiflorum como medicamento principal ha logrado buenos efectos curativos contra enfermedades respiratorias, como infección aguda del tracto respiratorio superior, bronquitis, bronquitis crónica, asma bronquial, absceso pulmonar, tuberculosis y cáncer de pulmón2. Clínicamente, la mejor dosis de P. grandiflorum se selecciona según la enfermedad, el tipo de síndrome y los síntomas, oscilando entre 3 y 50 g3. Además, se utilizan medicamentos patentados chinos que contienen P. grandiflorum, como gránulos expectorantes para la tos (Norma Provincial de Medicamentos de Gansu, 1985), tabletas compuestas de P. grandiflorum (Norma Provincial de Medicamentos de Jilin, 1986), Chuankening (Norma Provincial de Medicamentos de Heilongjiang, 1986). para tratar la bronquitis crónica, la tos y otros síntomas.

P. grandiflorum, como medicamento y homología alimentaria, tiene una gran demanda en el mercado. En Corea del Norte, Corea del Sur, Japón y China (región de Yanbian), P. grandiflorum es altamente comestible y a menudo se utiliza como alimento y se procesa para obtener productos enlatados, frutas en conserva, kimchi y otros productos4. Las plántulas, raíces y flores jóvenes de P. grandiflorus se pueden comer y contienen diversos nutrientes (aminoácidos, oligoelementos y ácidos grasos insaturados)5. Además, P. grandiflorum contiene principalmente flavonoides, saponinas, polisacáridos, aceites grasos, ácidos grasos y otros componentes químicos6, de los cuales las saponinas triterpenoides son los principales componentes activos1. Actualmente, las saponinas aisladas de P. grandiflorum incluyen saponinas triterpenoides pentacíclicas de tipo oleanano. Se han aislado más de 80 tipos de saponinas triterpenoides7. Se ha informado que la platicodina A, la platicodina D y la platicodina D3 son tres compuestos con alta actividad entre las saponinas de P. grandiflorum8. Entre ellos, la platicodina D es el ingrediente icónico de P. grandiflorum y su procesamiento y el ingrediente índice para la identificación de materiales medicinales y piezas de decocción de P. grandiflorum registrados en la edición de 2020 de la Farmacopea China (Parte 1)9. Mientras tanto, los flavonoides aislados e identificados de P. grandiflorum son principalmente dihidroflavonas, flavonas y glucósidos flavonoides. Además, P. grandiflorum contiene un alto contenido de fructosa e inulina, y su raíz comprende un 0,92% de aceite graso, con un alto contenido de compuestos insaturados. Los contenidos de ácidos linoleico y palmítico son superiores, 63,24% y 29,51%, respectivamente6.

P. grandiflorum exhibe diversas actividades farmacológicas, como aliviar la tos, antiinflamatoria, antibacteriana, antioxidante, antitumoral, reducir los niveles de azúcar en sangre, proteger el hígado y mejorar la inmunidad10,11,12. El efecto expectorante característico de P. grandiflorum está estrechamente relacionado con el contenido total de platicodina13. Las platicodinas y los polisacáridos de P. grandiflorum tienen efectos antitumorales14. Las platicodinas totales y la platicodina D tienen una mayor capacidad de eliminación de radicales libres in vitro y una actividad más fuerte que el ácido ascórbico a la misma concentración, y son dependientes de la concentración15. P. grandiflorum puede prevenir la bronquitis y mejorar eficazmente los síntomas del asma bronquial. El metabolismo del ácido araquidónico y el metabolismo de los glicerofosfolípidos son vías reguladoras comunes a través de las cuales la platicodina D ejerce sus actividades antitusivas y expectorantes, y estas vías metabólicas están estrechamente relacionadas con la antiinflamación, la regulación de la función inmune y los mecanismos reguladores16. El tratamiento previo de células RAW264.7 estimuladas con lipopolisacáridos (LPS) con extracto de P. grandiflorum redujo significativamente los niveles de citocinas proinflamatorias, como TNF-α, IL-6 e IL-1β, y óxido nítrico sintasa inducible (iNOS). Además, los extractos fermentados de P. grandiflorum aliviaron la inflamación de las vías respiratorias y la sensibilidad del reflejo de la tos17. El cáncer de pulmón bronquial primario es el tumor pulmonar maligno primario más común. Según el informe Estadísticas mundiales del cáncer de 2018, la incidencia del cáncer de pulmón sigue siendo la más alta entre todos los cánceres, representando aproximadamente el 11,6%). P. grandiflorum es un medicamento eficaz para el tratamiento de enfermedades pulmonares y se ha demostrado que tiene un efecto terapéutico en el tratamiento de tumores malignos18. Las aplicaciones de P. grandiflorum en alimentos, cosméticos, medicamentos y productos sanitarios se detallan en la Tabla complementaria S1.

El análisis de la cadena de valor (CV) se ha aplicado a diversos bienes de consumo; sin embargo, sólo unos pocos estudios han investigado las CV de las plantas medicinales y sus derivados19. El concepto de CV generalmente describe todos los procesos, desde la materia prima hasta el producto final, a través de diferentes partes20. El enfoque de la investigación sobre capital de riesgo ha sido doble: comprender cómo los diferentes tipos de capital de riesgo aportan una ventaja competitiva al cambiar la forma en que se procesan o venden los productos y evaluar los beneficios, desventajas y riesgos socioeconómicos de los diferentes miembros de la cadena21, 22. Sin embargo, en la actualidad, el desarrollo de la industria de la medicina tradicional china no está equilibrado; el efecto sinérgico de los clusters industriales es débil, la capacidad de producción de productos no es alta, la participación de mercado es pequeña y existe asimetría de información debido a la dificultad en el control de calidad de los productos de la medicina tradicional china23. Además, faltan estudios de control de calidad sobre el cultivo y comercialización de P. grandiflorum. La industria tiene un patrón de “pequeño tamaño y dispersión”; por lo tanto, aún no se ha establecido un desarrollo estandarizado e intensivo. Esto afecta la producción de productos de P. grandiflorum y, en consecuencia, limita los ingresos económicos de los agricultores y otras partes interesadas.

La cadena alimentaria subyace a la relación en la que los organismos del ecosistema dependen de los alimentos y representa una de las piedras angulares de la ecología. Desde 1927, cuando fue propuesto por Elton, se ha convertido en uno de los conceptos más estudiados en ecología empírica y teórica24. Las cadenas alimentarias se caracterizan por propiedades estructurales, funcionales y dinámicas interconectadas24. Los nutrientes de los alimentos son fácilmente cuantificables y fluyen a través del sistema de la cadena alimentaria. La dirección del flujo de nutrientes no sólo afecta directamente la productividad de un sistema agrícola sino que también está relacionada con la eficiencia de la utilización de los recursos agrícolas, la calidad ambiental y la salud humana25. Por lo tanto, se necesitan más estudios para investigar la eficiencia de utilización a lo largo de la cadena alimentaria de P. grandiflorum.

La calidad de los productos vegetales está influenciada por muchos factores externos, incluidas diversas inspecciones a lo largo de la CV del producto para mejorar la calidad y la seguridad de las plantas medicinales cultivadas, lo que da como resultado un control de calidad dinámico13. El VC se puede utilizar para mejorar la calidad general y la trazabilidad del producto a través de un enfoque de investigación interdisciplinario. Este artículo se centró en P. grandiflorum como objeto de investigación y estudió su cadena alimentaria y VC para abordar las siguientes cuestiones. Primero, se investigó la calidad de P. grandiflorum y el comportamiento de las partes interesadas desde la perspectiva del riesgo de capital, y se compararon los diferentes riesgos de capital de P. grandiflorum para explorar una posible estrategia de control de calidad. En segundo lugar, de acuerdo con la transferencia de energía en la cadena alimentaria, los ingredientes activos y las actividades anticancerígenas y antiinflamatorias de P. grandiflorum se utilizaron como indicadores de energía para comparar la actividad biológica y la eficiencia de transferencia de componentes activos de diferentes eslabones en la VC de P. grandiflorum en Chifeng, Mongolia Interior, para proporcionar una base para garantizar y mejorar su calidad.

El período de cosecha de P. grandiflorum se dividió en primavera y otoño. Con base en la investigación bibliográfica, el estudio del origen de P. grandiflorum se llevó a cabo en septiembre de 2020, y se llevaron a cabo varias investigaciones en Mongolia Interior, Shanxi, Hebei y Anhui durante los períodos de cultivo y cosecha, abarcando las principales áreas productoras y materiales medicinales. centros comerciales de P. grandiflorum. Este estudio entrevistó aleatoriamente a agricultores, mayoristas, minoristas y personas a cargo de empresas en las principales áreas de cultivo o centros comerciales para recopilar información sobre el origen y la calidad de P. grandiflorum20. La información de la encuesta incluía información básica sobre los encuestados (nivel educativo y experiencia laboral y formativa); proceso de producción de P. grandiflorum; métodos de plantación, procesamiento, almacenamiento y cosecha de P. grandiflorum; producción de P. grandiflorum; volumen de ventas de P. grandiflorum; canales de venta de P. grandiflorum; especificaciones y grados de P. grandiflorum; métodos de control de calidad; monitoreo de calidad; factores que afectan la calidad y las ventas de P. grandiflorum; y los costos laborales y no laborales de las partes interesadas. Además, se animó a los encuestados a proporcionar cualquier información que desearan. Las entrevistas fueron grabadas mediante una grabadora y preservadas por el primer autor. Los cuestionarios se encuentran en la Tabla complementaria S2. También investigamos dos mercados representativos de materiales medicinales, a saber, el mercado de materiales medicinales chinos de Bozhou y Anguo. Además, realizamos entrevistas telefónicas para recopilar información de los minoristas del mercado de medicina herbaria china Chengdu Lotus Pond.

Al investigar los diferentes vínculos en el proceso de producción de P. grandiflorum, extrajimos diferentes CV de P. grandiflorum. Primero, entrevistamos a agricultores, mayoristas y minoristas utilizando un método de muestreo de bola de nieve, desde la siembra de P. grandiflorum, a lo largo de la cadena de producción, hasta la etapa de comercialización, para identificar los principales eslabones y actores relacionados con la producción, fuente y dirección de P. grandiflorum y problemas de calidad que pueden presentarse en los diferentes eslabones. En segundo lugar, se resumió e integró la información de la entrevista sobre la industria de P. grandiflorum. A continuación, se vincularon las principales actividades productivas con los actores interesados y se elaboró un CV de P. grandiflorum. Se recolectaron un total de 48 muestras de P. grandiflorum de diversas áreas de producción y partes interesadas. El contenido de platicodina D, combinado con la situación de riesgo durante la investigación, se utilizó como estándar de calidad para evaluar las muestras de P. grandiflorum. En última instancia, comparamos las ventajas y desventajas de diferentes capitales de riesgo y discutimos la relación entre el comportamiento de los productores financieros y la calidad de los diferentes capitales de riesgo.

Se recolectaron un total de 48 muestras de P. grandiflorum de nueve provincias de China (Tabla complementaria S3, Fig. S2), algunas de las cuales se recolectaron y otras se compraron. Todas las muestras que recolectamos fueron P. grandiflorum plantadas artificialmente y obtuvimos permiso para recolectar P. grandiflorum, que cumple con la Declaración de política de la UICN sobre investigación de especies en riesgo de extinción y la Convención sobre el comercio de especies amenazadas de fauna y flora silvestres. (declaración de “Archivos relacionados”). Para mantener la calidad de la muestra dentro de un rango aceptable, las muestras para el análisis de determinación del contenido solo se recolectaron de muestras bienales. Todas las muestras de P. grandiflorum utilizadas en el estudio fueron identificadas por el profesor Minhui Li del Baotou Medical College. Se depositó un espécimen de comprobante en el herbario de Baotou Medical College (número de espécimen: 150428180624008LY) para referencia futura.

Se adquirió un sistema de cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) de Thermo Fisher Scientific “Ultimate 3000, Waltham, MA, EE. UU.”. Un pulverizador “ST-08, 1800 W, China”, un purificador de agua de laboratorio “AMFI-5–P, Yiyang Enterprise, China”, una balanza analítica electrónica “AR153O, Mettler Toledo, Columbus, OH, EE. UU.” y un detector de dispersión de luz evaporativa 1260. También se adquirió “Agilent, Santa Clara, CA, EE. UU.”. El metanol y el acetonitrilo utilizados fueron de calidad HPLC, mientras que todos los demás reactivos fueron de calidad analítica. Los compuestos de referencia platicodina D3, platicodina D y platicosido E se adquirieron en Chengdu Pufei De Biotech Co., Ltd (Sichuan, China).

Los reactivos utilizados para analizar los contaminantes de metales pesados fueron HNO3 y HClO4 en grado suprapuro. Otros reactivos eran de calidad de reactivo analítico a menos que se indique lo contrario. Las soluciones estándar de elementos utilizadas para el ensayo de los contenidos de Pb, Cd, As, Hg y Cu fueron suministradas por el Instituto Nacional de Metrología (Beijing, China).

Todos los estándares analíticos de los pesticidas estudiados eran de alta pureza y estaban certificados en el momento de la compra por el Instituto de Protección Agroambiental del Ministerio de Agricultura y Asuntos Rurales (Beijing, China) con una pureza superior al 99%. Los disolventes, acetonitrilo (ACN), acetona, metanol y n-hexano, eran de calidad HPLC “Thermo Fisher Scientific, Estados Unidos”. El sulfato de magnesio (MgSO4) y el cloruro de sodio (NaCl) se obtuvieron de Aladdin (China), con una pureza superior al 99%. Otros reactivos eran de calidad de reactivo analítico a menos que se indique lo contrario.

Todos los análisis se realizaron en un sistema "Thermo Ultimate 3000". La elución en gradiente se realizó con (A) acetonitrilo y (B) agua como fases móviles. Platicodina D se detectó en las siguientes condiciones. Se utilizó una “columna Hypersil GOLD C18” (250 mm x 4,6 mm, 5 μm) para la cromatografía a 30 °C. El gradiente fue el siguiente: 0–15 min, 15–25% A; 15 a 35 min, 25 a 27 % A; y 35 a 50 min, 27 a 30 % de A. El caudal fue de 1,0 ml/min y el volumen de inyección de muestra fue de 10 μl. Las condiciones para determinar el platicósido E y la platicodina D3 fueron las siguientes. El análisis de la muestra se llevó a cabo en una columna C18 a un caudal de 1,0 ml/min, con un gradiente de 0 a 30 min, 15 a 30 % de A y de 30 a 50 min, de 30 a 100 % A, y una temperatura de columna de 30 °C. HPLC-ELSD detectó tres saponinas con una temperatura del tubo de deriva de 109 °C y un caudal de gas portador de N2 de 3,0 l/min.

Las cantidades de Pb, Cd, As, Hg y Cu en RA se analizaron mediante espectrometría de absorción atómica9. Se utilizó un espectrómetro de absorción atómica “Thermo ICE 3000” con corrector de fondo de deuterio. Los contenidos de Pb y Cd de las muestras de plantas se determinaron utilizando un horno de grafito HGA con argón como gas inerte. El Cu se ensayó en una llama de aire y acetileno. Otras mediciones se basaron en el procesamiento de complejos de cianuro9, 22, 26.

Los residuos organoclorados, incluidos el BHC total (α-BHC, β-BHC, γ-BHC y δ-BHC), el DDT (pp'-DDE, pp'-DDD, op'-DDT, pp'-DDT) y pentacloronitrobenceno (PCNB), se determinaron mediante cromatografía de gases-espectrometría de masas en tándem9 “cromatógrafo de gases Thermo TRACE 1300” con una columna capilar DB-5MS (0,25 mm × 30 m × 0,25 µm). Como gas portador se utilizó nitrógeno con una pureza del 99,99%. Antes del análisis se realizó un autoajuste completo del espectrómetro de masas. La temperatura de la línea de transferencia se ajustó a 300 °C, la temperatura del colector a 50 °C y la temperatura de la trampa de iones a 250 °C. El caudal fue de 1,0 ml/min y el volumen de inyección de muestra fue de 1 µl.

Se llevó a cabo un análisis de correlación de diferentes platicodinas para proporcionar una base para un mayor control de calidad. Los datos del contenido de platicodina D, platicósido E y platicodina D3 se extrajeron de la literatura y se ajustaron uniformemente al contenido porcentual, es decir, el porcentaje de cada componente químico en el peso seco de todo el material medicinal. Se utilizó Rstudio3.6.0 para analizar la correlación entre las platicodinas totales y la platicodina D, proporcionando una base para el control de calidad de P. grandiflorum. Se seleccionaron al azar muestras representativas de Chifeng, Mongolia Interior, para determinar los niveles de platicodina D, platicosido E y platicodina D3. También se utilizó la versión 3.6.0 de Rstudio para analizar la correlación entre las platicodinas totales y la platicodina D en muestras de P. grandiflorum de Chifeng.

P. grandiflorum tiene tres formas de circulación comunes en VC: materiales medicinales liofilizados (se recolectaron muestras frescas de P. grandiflorum y se liofilizaron directamente para mantener la frescura de los materiales medicinales y facilitar la comparación entre P. grandiflorum fresco y P. procesado primario . grandiflorum desde el origen), materiales medicinales originales (P. grandiflorum después del procesamiento primario en origen) y fármaco preparado en trozos. Estos productos corresponden a la cosecha de P. grandiflorum, el enlace de transporte inicial y el enlace de venta a hospitales. Se recolectaron nuevamente muestras de P. grandiflorum en Chifeng, Mongolia Interior, incluidas P. grandiflorum frescas y crudas, materiales medicinales originales y medicamentos preparados en trozos (Figura complementaria S3). Luego analizamos la cadena alimentaria de P. grandiflorum de Chifeng. Las actividades anticancerígenas y antiinflamatorias y el contenido de platicodina D de muestras de P. grandiflorum son similares a la definición de energía en la cadena alimentaria. En consecuencia, se analizaron los cambios de “energía” durante la cosecha, transporte y venta de P. grandiflorum.

Se seleccionaron raíces de P. grandiflorum del área de Chifeng en Mongolia Interior para analizar las actividades anticancerígenas y antiinflamatorias de materiales medicinales liofilizados, materiales medicinales originales y medicamentos preparados en trozos. Brevemente, se recogieron y extrajeron 10,0 g de materiales medicinales de P. grandiflorum en polvo, una muestra de fármaco preparado en trozos y una muestra de materiales medicinales liofilizados utilizando 150 ml de etanol al 75 % a reflujo durante 3 h. Después de repetir el proceso dos veces, el filtrado se combinó, se concentró y se liofilizó para obtener el extracto alcohólico vegetal.

Las células A549 se adquirieron de "Shanghai Jinyuan Biotechnology Co., Ltd." (Shanghai, China) y se cultivaron en medio Eagle modificado de Dulbecco (DMEM). Las células A549 en la etapa de crecimiento logarítmico se digirieron con tripsina al 0,25%, y las células se contaron e inocularon en placas de 96 pocillos a una densidad de 5 x 103/pocillo durante 24 h. El grupo de tratamiento se complementó con extracto de P. grandiflorum (25, 50, 100 y 200 μg/mL) y se añadió 1 μg/mL de LPS a cada pocillo durante 24 h.

Después de 24 h, se agregaron 10 µl de solución CCK-8 a cada pocillo y las células se cultivaron en una incubadora durante otras 4 h. Viabilidad celular [Ec. (1)] y la IC50 se evaluaron midiendo la absorbancia a 450 nm utilizando un lector de microplacas27 “Tecan, Infinite, CH”.

Se colocaron en un tubo de centrífuga de 1,5 ml un total de 38,8, 76,5 y 86,3 mg de los materiales medicinales originales, el fármaco preparado en trozos y los materiales medicinales liofilizados de P. grandiflorum, respectivamente. A continuación, se agregaron 97, 191,25 y 215,75 μl de DMSO y se mezclaron uniformemente para formar soluciones de reserva de alta concentración de 400 mg/ml. Finalmente, los extractos se diluyeron a 400 mg/mL, 200 mg/mL, 100 mg/mL, 50 mg/mL y 25 mg/mL. En el experimento posterior, se utilizó DMEM sin suero para diluir cada concentración hasta una concentración final de 25 µg/ml, 50 µg/ml, 100 µg/ml, 200 µg/ml y 400 µg/ml, respectivamente.

Las células RAW264.7 en la etapa de crecimiento logarítmico se digirieron usando tripsina al 0,25%, y las células se contaron e inocularon en placas de 96 pocillos a una densidad de 5 x 105/pocillo. Después de cultivar las células en placas de 96 pocillos durante 24 h, el grupo de tratamiento se complementó con diferentes concentraciones de extracto de P. grandiflorum (25, 50, 100, 200 y 400 μg/mL) y se administró 1 μg/mL de LPS. añadido a cada pocillo durante 24 h28.

Los datos experimentales se procesaron y analizaron utilizando el software GraphPad Prism 8 (GraphPad Software, San Diego, CA, EE. UU.). Utilizamos una prueba de varianza de un solo factor para el análisis estadístico. Los datos se presentaron como media ± DE. Los experimentos se realizaron por triplicado y la significación estadística se estableció en P <0,05 y se consideró estadísticamente significativo.

La eficiencia de transferencia de energía de la cadena alimentaria se caracteriza por una disminución gradual de la energía a medida que fluye a lo largo de la cadena alimentaria29. Esto se puede representar mediante una pirámide de energía de la siguiente manera:

La eficiencia de transferencia de energía de la cadena alimentaria se refiere al porcentaje de energía en un nivel de la cadena alimentaria que puede ser consumida por el siguiente nivel. El nivel trófico se refiere a cualquiera de los estratos de un ecosistema con la misma posición en la cadena alimentaria. La circulación de la energía alimentaria en el ecosistema se divide en diferentes niveles según la ubicación de la cadena alimentaria. La cantidad asimilativa se refiere a la energía química total obtenida por un nivel trófico del ambiente externo. Está representado por el consumo respiratorio de este nivel trófico, el flujo de energía de este nivel trófico al siguiente nivel trófico, el flujo de energía de este nivel trófico al descomponedor y la energía no utilizada.

Por lo tanto, basándonos en la pirámide energética de la cadena alimentaria, exploramos la eficiencia de transferencia de componentes activos en diferentes eslabones. Calculamos el contenido de platicodina D (Tabla complementaria S4) en P. grandiflorum liofilizado sin pelar, P. grandiflorum liofilizado con pelado, materiales medicinales originales y fármaco preparado en trozos en el área de Chifeng de Mongolia Interior, que respectivamente corresponden a los cuatro niveles progresivos de nutrientes de la cadena alimentaria de P. grandiflorum. Hay 3 muestras de P. grandiflorum del mismo nivel de nutrientes y se utilizaron los valores promedio de las tres muestras para el cálculo. Para el cálculo se utilizó la ecuación (3), que es una transformación de la fórmula anterior.

La eficiencia de transferencia de componentes activos en la cadena alimentaria de P. grandiflorum fue la relación entre el contenido de platicodina D en el grado nutricional actual y el de todos los niveles nutricionales. "Contenido del nivel de nutrientes" es la media del contenido de platicodina D de P. grandiflorum al nivel actual de nutrientes, y "Contenido del nivel total de nutrientes" es la suma de los 4 niveles de nutrientes.

Se recogieron un total de 48 muestras durante la investigación de VC y los resultados del contenido de platicodina D se resumen en la Tabla complementaria S5. Además, utilizamos el método de análisis de conglomerados de SPSS para analizar el contenido de platicodina D en 48 muestras recolectadas de diferentes áreas productoras (Fig. 1). El contenido de platicodina D de P. grandiflorum de diferentes áreas productoras podría dividirse aproximadamente en 4 grupos. Shanxi, Sichuan, Chongqing y Tongliao de Mongolia Interior se agruparon en un grupo, y el contenido de platicodina D fue mayor en P. grandiflorum de estas regiones. La segunda categoría incluía principalmente a Shaanxi, Shandong, Mongolia Interior, Anhui y Hebei. La tercera categoría es principalmente Shaanxi y Henan. La categoría restante son dos muestras de Anhui, su contenido es bajo y todas provienen del comercio electrónico.

El diagrama de conglomerados de platicodina D de diferentes áreas productoras (IM: Mongolia Interior, AH: Anhui, HB: Hebei, SX: Shaanxi, S: Shanxi, SC: Sichuan, CQ: Chongqing, SD: Shandong, HN: Henan) (Basado sobre el contenido de platicodina D como índice, el rectángulo coloreado indica que el contenido de platicodina D en estas regiones está agrupado en una clase, y diferentes colores representan diferentes grupos).

El contenido de platicodina D se correlacionó positivamente con el de platicodinas totales (como platicodina D, platicodina D3 y platicosido E) (P <0,05). Las estructuras químicas de platicodina D, platicodina D3 y platicosido E se muestran en la figura complementaria S4. El contenido de las muestras del área de Chifeng se determinó simultáneamente y los resultados (Tabla complementaria S4) mostraron de manera similar que el contenido de platicodina D se correlacionó positivamente con el contenido total de platicodina (P <0,05). Por lo tanto, especulamos que existe una asociación potencial entre el contenido de platicodina D y el contenido total de platicodinas y que los cambios en otros componentes pueden determinarse indirectamente midiendo el contenido de platicodina D para proporcionar una base para la calidad de P. grandiflorum.

Muy a menudo, P. grandiflorum pasa por seis etapas de procesamiento antes de llegar a los consumidores (Fig. 2): (1) Cultivo, que incluye plantación, riego, manejo del campo, control de plagas y cosecha; (2) Procesamiento preliminar o procesamiento preliminar de materiales medicinales frescos, incluido el tratamiento superficial de materiales medicinales nuevos para eliminar impurezas; (3) Adquisición o compra, es decir, la transacción de P. grandiflorum no procesado producido en el segundo paso; (4) Procesamiento profundo, incluido pelado, rebanado, secado y clasificación de envases; (5) Comercio al por mayor, principalmente para el mercado de alimentos y materiales medicinales; (6) comercio minorista.

P. grandiflorum pasa por seis etapas de producción en VC.

Como las líneas de producción y suministro de P. grandiflorum existen en varias formas, nuestra encuesta reveló que las partes interesadas desempeñan diferentes roles en cada paso, lo que resulta en 10 VC de diferentes formas. Las 10 principales CV identificadas estaban relacionadas con P. grandiflorum y se muestran los roles de las partes interesadas relacionadas (Fig. 3).

Los capitalistas de riesgo primarios y las partes interesadas involucradas en la producción de P. grandiflorum (obtuvimos información sobre la calidad y el riesgo de P. grandiflorum bajo diferentes capitalistas de riesgo de agricultores, intermediarios, mayoristas, minoristas y empresas en la Fig. 3).

Los CV 1 y 2 comienzan con agricultores independientes con explotaciones relativamente pequeñas y son particularmente comunes en lugares alejados de los mercados de medicinas tradicionales chinas, como Chifeng en Mongolia Interior. Debido a la insuficiente capacidad de procesamiento de las empresas locales, el consumo local también es limitado. Por lo tanto, a través de la función de intermediarios o corredores, los materiales medicinales frescos cosechados o P. grandiflorum preliminarmente procesado se venden a empresas procesadoras mayoristas farmacéuticas como Anguo o empresas procesadoras de alimentos como Shandong y luego circulan por todo el país. P. grandiflorum se utiliza como alimento y se esteriliza, se tritura y se procesa en encurtidos. Los encurtidos procesados se envasan en paquetes pequeños, se venden en supermercados o mercados de agricultores, o se exportan a Corea.

Los VC 3 a 5 son diferentes de los VC 1 a 2. Estos son los resultados de la expansión comercial de las empresas procesadoras. Gracias a la conveniencia del centro comercial local, numerosas empresas procesadoras pueden comprar P. grandiflorum crudo o preliminar directamente a los agricultores. Las empresas procesadoras pueden comprar directamente en el mercado local y en áreas de producción cercanas, lo que aumenta la facilidad de uso y la flexibilidad. Además, los agricultores cercanos a los mercados de medicinas tradicionales a base de hierbas o a las empresas procesadoras pueden vender sus productos directamente. Este modelo prevalece en los mercados de medicina tradicional, donde los agricultores locales pueden vender P. grandiflorum directamente a mayoristas. Además, las empresas procesadoras en el área productora de Chifeng también firmarán acuerdos para comprar P. grandiflorum a los agricultores locales, lo que reduce el aumento de precios de los intermediarios y aumenta las ganancias asociadas con el cultivo de P. grandiflorum.

VC 6 comienza con cooperativas agrícolas que consisten en tierras de cultivo más grandes. Los agricultores participantes recibirán de las cooperativas instalaciones de procesamiento de medios de producción y capacitación en tecnología de producción. Reciben estímulo y políticas preferenciales de los departamentos gubernamentales pertinentes y se benefician fácilmente del apoyo financiero y técnico de los gobiernos locales.

Los VC 7, 8 y 9 están controlados por empresas con integración vertical del comercio de procesamiento de plantas, lo que implica coordinación vertical dentro de la cadena industrial. Estas empresas tienen una mayor base de siembra y un alto grado de mecanización. Están involucrados en todos los puntos de la cadena de valor, desde la producción hasta el procesamiento y la venta al por mayor, cerrando así la brecha entre los agricultores y las empresas comerciales u otras empresas de producción. Sus productos se venden a minoristas o consumidores fuera de la ciudad a través de cadenas de tiendas o tiendas en línea. Todas las etapas son rastreables, incluida la cadena de producción, las técnicas de plantación y la inspección de calidad, ya que existen menos vínculos intermedios entre mayoristas y minoristas; reduciendo así costos y mejorando márgenes. En este modelo, las empresas también pueden trabajar con los agricultores locales para proporcionarles objetivos de producción y estándares antes de que comience el proceso de producción anual y determinar el precio de compra actual.

VC 10 es un VC totalmente integrado en el que los trabajadores por cuenta propia pueden emplear a agricultores locales o llevar a cabo la producción y el procesamiento por sí mismos, cuando estos individuos tienen tierras de cultivo relativamente grandes. En este escenario, los productos suelen venderse a través de sus propias tiendas físicas y online.

Analizamos la calidad de P. grandiflorum en diferentes VC (Tabla 1). Los datos sobre metales pesados y residuos agrícolas presentados en la Tabla 1 provienen de 48 muestras de P. grandiflorum recolectadas en la encuesta de VC (Tabla complementaria S6). Los contenidos de Pd, Cd, As, Hg y Cu totales variaron entre 0 y 0,0961 mg/kg, 0 y 0,0287 mg/kg, 0,0803 y 0,2416 mg/kg, 0 y 0,0512 mg/kg, 4,4993 y 8,4028 mg/kg. , con una concentración promedio de 0,0449, 0,0082, 0,1173, 0,0151 y 6,4539 mg/kg, respectivamente. Los residuos de BHC, DDT y PCNB de los residuos de pesticidas medidos estaban por debajo de 0,0080, 0,0022 y 0,0012 mg/kg, por debajo de los límites permisibles. Según la edición de 2020 de la Farmacopea China, el plomo en materiales medicinales y medicamentos preparados en trozos (plantas) no debe exceder los 5 mg/kg, el cadmio no debe exceder 1 mg/kg, el arsénico no debe exceder los 2 mg/kg, el mercurio no debe exceder los 2 mg/kg. exceder los 0,2 mg/kg, el cobre no debe exceder los 20 mg/kg y los pesticidas prohibidos no deben ser detectables (no exceder el límite cuantitativo)9. Las 48 muestras cumplieron con las regulaciones de la Farmacopea China sobre metales pesados y residuos agrícolas. La calidad de P. grandiflorum con diferentes valores de VC y la posibilidad de riesgo de calidad en el proceso de producción se analizaron entrevistando a diferentes partes interesadas si habían establecido archivos de producción, incluidas fuentes de semillas, requisitos de siembra, información del cultivador, información de fertilización, información sobre el uso de pesticidas, información de cosecha, información de transporte, almacenamiento e información de ventas. En los CV 1 a 5, la calidad de P. grandiflorum fue inestable durante el transporte porque los agricultores lo vendieron directamente sin tratamiento de secado. También hay una falta de supervisión de calidad eficaz en el CV 6. En los CV 7 a 10, una cadena industrial integrada garantiza la calidad y reduce el desperdicio.

Los resultados de CCK-8 mostraron que el efecto inhibidor de diferentes extractos crudos sobre la proliferación de células A549 aumentó de forma dependiente de la dosis (Fig. 4a). Estos resultados indicaron que el extracto de P. grandiflorum tenía un fuerte efecto inhibidor sobre la proliferación de células A549 in vitro, y determinamos preliminarmente que el extracto de P. grandiflorum tenía cierta actividad contra el cáncer de pulmón. Además, al comparar el efecto inhibidor de diferentes extractos sobre las células A549, descubrimos que el fármaco preparado en trozos de P. grandiflorum tenía un efecto inhibidor más significativo sobre las células A549. En comparación con los materiales medicinales originales y los materiales medicinales liofilizados, la concentración de 50 μg/mL, 100 μg/mL y 200 μg/mL del fármaco preparado en trozos para el tratamiento del extracto de P. grandiflorum (Fig. 4b-d) inhibió significativamente la Viabilidad de la célula A549. (**P < 0,01; ***P < 0,001).

El efecto del extracto de P. grandiflorum sobre la viabilidad de las células A549. ((a) El efecto del extracto de P. grandiflorum sobre la viabilidad de las células A549 en diferentes concentraciones; (b) El efecto del extracto de P. grandiflorum sobre la viabilidad de las células A549 en concentraciones de 50 μg/ml; (c) El efecto del extracto de P. grandiflorum sobre la viabilidad de las células A549 en concentraciones de 100 μg/mL (d) El efecto del extracto de P. grandiflorum sobre la viabilidad de las células A549 en concentraciones de 200 μg/mL) **P < 0,01; ***P < 0,001.

En comparación con el grupo de control, el tratamiento con materiales medicinales originales de P. grandiflorum en concentraciones de 25, 100, 200 y 400 μg/mL afectaron significativamente la proliferación de células RAW264.7 (P <0,05) (Fig. 5a). El fármaco preparado en trozos de P. grandiflorum (200 y 400 μg/ml) produjo diferencias significativas en la proliferación de células RAW264.7 (P <0,05) (Fig. 5b). Para los materiales medicinales liofilizados, no hubo diferencias significativas en la proliferación de células RAW264.7 a 25, 50, 100, 200 y 400 μg/ml (P > 0,05) (Fig. 5c). En general, los diferentes extractos de P. grandiflorum no ejercieron efectos tóxicos sobre las células RAW264.7 dentro del rango de concentración experimental. Por lo tanto, los experimentos posteriores se realizaron utilizando concentraciones de 25, 50, 100, 200 y 400 μg/ml.

El efecto del extracto de P. grandiflorum sobre la viabilidad celular RAW264.7. ((a) Efectos de diferentes concentraciones de extractos de materiales medicinales originales sobre la actividad de las células RAW264.7; (b) Efectos de diferentes concentraciones de extractos de fármaco preparado en trozos sobre la actividad de las células RAW264.7; (c) Efectos de diferentes concentraciones de extractos de materiales medicinales liofilizados sobre la actividad de las células RAW264.7 (CK: control) *P < 0,05; **P < 0,01; ***P < 0,001.

La tasa de supervivencia del grupo del modelo LPS se redujo significativamente (P <0,001) (Fig. 6). La tasa de supervivencia celular aumentó después del tratamiento con el fármaco de control positivo indometacina, y la diferencia fue significativa en comparación con el grupo no tratado (P <0,001). En comparación con el grupo modelo LPS, el tratamiento con materiales medicinales originales del extracto de P. grandiflorum (Fig. 6a) a 25 y 50 μg/mL, el tratamiento con fármaco preparado en trozos del extracto de P. grandiflorum (Fig. 6b) a 25, 50 y 100 μg/ml y el tratamiento con materiales medicinales liofilizados del extracto de P. grandiflorum (Fig. 6c) a 25, 50 y 100 μg/ml mejoraron significativamente el efecto inflamatorio del LPS en las células RAW264.7 (P <0,001); por lo tanto, esto indica que diferentes tratamientos con extracto de P. grandiflorum pueden proteger las células RAW264.7 contra la inflamación inducida por LPS. Entre ellos, el tratamiento con extracto de P. grandiflorum del fármaco preparado en trozos mostró la mayor actividad.

Efectos protectores de diferentes tratamientos de P. grandiflorum sobre la inflamación de las células RAW264.7 inducida por lipopolisacáridos ((a) Efectos protectores de diferentes concentraciones de materiales medicinales originales sobre la inflamación de las células RAW264.7 inducida por lipopolisacáridos; (b) Efectos protectores de diferentes concentraciones del fármaco preparado en trozos sobre la inflamación de las células RAW264.7 inducida por lipopolisacáridos; (c) Efectos protectores de diferentes concentraciones de materiales medicinales liofilizados sobre la inflamación de las células RAW264.7 inducida por lipopolisacáridos; CK: control de control; M: grupo modelo; P: grupo de control positivo) ***P < 0,001.

Nuestra encuesta reveló que diferentes niveles de nutrientes desempeñan diferentes funciones en cada eslabón, lo que sugiere que es probable que P. grandiflorum en estos cuatro niveles nutricionales se venda directamente a los consumidores. Los resultados de los componentes activos (platicodina D%) de los cuatro niveles de nutrientes principales asociados con P. grandiflorum se resumen en la Tabla complementaria S4. Se muestran los resultados de la eficiencia de transferencia de componentes activos de cuatro niveles de nutrientes principales asociados con P. grandiflorum (Fig. 7). La eficiencia de transferencia de componentes activos en los cuatro niveles nutricionales de más a menos fue materiales medicinales liofilizados, materiales medicinales originales y medicamentos preparados en trozos. Esto es consistente con la teoría de que la energía disminuye a medida que fluye la cadena alimentaria.

Los resultados de los componentes activos transfieren la eficiencia de cuatro niveles de nutrientes principales asociados con P. grandiflorum.

Este estudio determinó el contenido de platicodina D en muestras de P. grandiflorum recolectadas durante la encuesta de VC. El contenido de platicodina D en 48 muestras osciló entre 0,12% y 0,38%, con un promedio de 0,23%. El contenido de platicodina D en las muestras se concentró entre 0,20% y 0,30%, entre los cuales el alto contenido de platicodina D se concentró principalmente en Chongqing, Sichuan y la provincia de Shanxi, así como en la ciudad de Tongliao en Mongolia Interior. Los dos lotes con bajo contenido de platicodina D se distribuyeron principalmente en la provincia de Anhui. Sin embargo, descubrimos que ambas muestras procedían del comercio electrónico, lo que generó incertidumbre sobre la calidad de las muestras. La platicodina es el principal componente indicador de P. grandiflorum, según la edición de 2020 de la Farmacopea China, y el contenido de platicodina D no es inferior al 0,10%9. El contenido de platicodina D en muestras de P. grandiflorum de todas las regiones cumple con las regulaciones de la farmacopea, lo que explica por qué todos los VC circulan en el mercado. Otros estudios también demostraron que la calidad de la mayoría de P. grandiflorum y piezas de decocción que circulaban en el mercado era razonable; por ejemplo, el contenido de platicodina D en Anhui, Shandong, Mongolia Interior, Gansu, Yunnan, Sichuan y otros lugares fue superior al 0,10%. El contenido medio de platicodina D en el este de China era superior al 0,20%30. Sin embargo, el contenido de un solo componente químico no puede garantizar la sostenibilidad de la cadena industrial de P. grandiflorum, y se necesitan más análisis para analizar la relación entre la calidad de P. grandiflorum y los diferentes actores. Dado que múltiples índices pueden evaluar de manera integral la calidad y la interacción entre los componentes, descubrimos que la platicodina D es el principal ingrediente activo, mientras que la platicodina D, el platicosido E y la platicodina D3 tienen estructuras similares y diversas actividades farmacológicas; por lo tanto, realizamos un análisis de la literatura. Con base en nuestro análisis de la literatura, llegamos a la conclusión de que la platicodina D se correlacionaba positivamente con las platicodinas totales. También realizamos experimentos para verificar la correlación positiva entre platicodina D y platicodinas totales. Sin embargo, no se ha confirmado el cambio en el contenido de diversas composiciones químicas y la literatura y la determinación del contenido por sí solas son insuficientes para verificar esta relación. También hubo estudios sobre la relación entre platicodina D y el contenido total de platicodinas en P. grandiflorum para diferentes años de cultivo, y los resultados no mostraron correlación31. Los cambios en el contenido de varias saponinas en P. grandiflorum son necesarios para evaluar la calidad de P. grandiflorum de manera más completa. En el futuro, estudiaremos más a fondo la correlación entre los componentes químicos de los materiales medicinales y estableceremos un método de control de calidad más completo, que incluya la marca de calidad, el contenido de cenizas y el método de procesamiento del extracto acuoso.

Contamos con trazabilidad, certificación, control de calidad, residuos agrícolas y metales pesados como indicadores para analizar el riesgo de calidad en el proceso productivo de P. grandiflorum. Los resultados de la detección de metales pesados y residuos agrícolas en muestras de P. grandiflorum coincidieron con la edición de 2020 de los estándares de la Farmacopea China para Hong Kong, Japón, Taiwán, el Reino Unido y Estados Unidos. VC 1-5 es una cadena que comienza con la siembra de agricultores independientes. Los agricultores no tienen restricciones para plantar. Plantan según su propia experiencia de plantación y no tienen registros de plantación, por lo que no se puede realizar la trazabilidad de todo el VC de P. grandiflorum. Además, la evaluación de la calidad de P. grandiflorum por parte de los agricultores es cualitativa, basada en parámetros como apariencia, tamaño y presencia de moho, entre otros, y la calidad de P. grandiflorum no puede controlarse bien. Aunque VC 6 comenzó a partir de una cooperativa agrícola compuesta por tierras de cultivo más grandes, lo que reducía la capacidad de los agricultores para asumir riesgos por sí solos, el control de calidad de P. grandiflorum dentro de la cooperativa no es estricto y no existe una norma uniforme que implementar. La adición de venta al por mayor en VC 7 también aumenta los factores incontrolables de la calidad de P. grandiflorum, y no podemos garantizar que el almacenamiento de P. grandiflorum al por mayor cumpla con las regulaciones. VC 8-10, la empresa cubre todo el vínculo desde la plantación hasta las ventas, lo cual es conveniente para la gestión vertical dentro de la empresa y exige que los agricultores lleven a cabo un cultivo estandarizado de P. grandiflorum de acuerdo con las normas pertinentes. Por ejemplo, "La especificación técnica del cultivo de Radix Platycodonis en el este de Mongolia Interior" (DB 15/T 1137—2017) regula el entorno de la zona productora, la selección de la tierra, la preparación de la tierra, la siembra y el cultivo de plántulas, el manejo del campo, las enfermedades y plagas. control, y cosecha entre otros. Además, la empresa también lleva a cabo identificación química, análisis cuantitativo y control de calidad cuantitativo de residuos de pesticidas y metales pesados en P. grandiflorum de acuerdo con la farmacopea y las normas pertinentes. Por lo tanto, la trazabilidad de VC8-VC10 es alta, el riesgo es bajo y merece una mayor promoción.

Actualmente, P. grandiflorum se utiliza principalmente en dos mercados de materiales medicinales y alimentos. Los principales canales de venta incluyen mercados de materiales medicinales, droguerías, farmacias hospitalarias, mercados de alimentos y tiendas online. En los CV 2 y 7, P. grandiflorum se vende principalmente como alimento. Desde la perspectiva de la CV alimentaria, la apariencia, el carácter y el sabor, el espesor del crecimiento, la piel blanca y la carne fresca de P. grandiflorum se consideran indicadores de buena calidad. Además, en la cadena alimentaria, debido a los altos requisitos de apariencia y características, se seleccionan productos robustos y sencillos como suministro de alimentos mediante un procesamiento y clasificación simples; por lo tanto, la calidad y el precio de estos productos de P. grandiflorum suelen ser más altos que los de los productos del mercado de la medicina tradicional. Nuestra investigación reveló que debido al clima natural y otros factores favorables, P. grandiflorum en Chifeng, Mongolia Interior, tiene ciertas ventajas en apariencia y sabor, lo que hace que el precio de P. grandiflorum sea más alto en el área de Chifeng. Estudios sobre la CV de Cistanche deserticola19, Lycium barbarum20, Astragalus membranaceus var. mongholicus22 y Glehnia littoralis32 también muestran resultados similares. La CV con integración vertical del comercio de procesamiento de plantas muestra ventajas en todas las CV. Es digno de promoción y desarrollo sostenible desde la perspectiva de los ingresos de los agricultores y la calidad de P. grandiflorum.

En el VC de P. grandiflorum, diferentes enlaces tienen diferentes efectos sobre la calidad. En el proceso de siembra, debido a la falta de una tecnología de siembra unificada y de estándares de manejo de campo en las diferentes áreas productoras, la calidad del producto de estas VC se ve seriamente afectada, lo que también limita la consistencia de la cosecha de P. grandiflorum. En términos de seguridad, la mayoría de los productos en diferentes eslabones de la CV de P. grandiflorum son seguros porque el proceso de plantación real está sujeto a los estándares de calidad impuestos por las disposiciones de la Farmacopea China9 y la implementación de la política de crecimiento cero de pesticidas en los últimos años. años. En el enlace del comercio de P. grandiflorum, los productos frescos suelen costar 2 yuanes/g, los subproductos secos sin pelar cuestan 8 yuanes/kg y los pelados en seco cuestan 15 yuanes/kg. Debido a la mano de obra asociada con el secado y el procesamiento, los agricultores suelen vender P. grandiflorum fresco, lo que se asocia con un ingreso esperado bajo. Los pequeños agricultores a menudo buscan formas de reducir el costo de producción y aumentar sus márgenes, lo que afecta la calidad de los materiales medicinales, lo que eventualmente lleva a que sus productos ingresen al mercado de gama baja y reduzcan sus ganancias. Además, en los VC 7 a 9, estas empresas prestan atención al procesamiento profundo y utilizan diversos métodos de procesamiento para desarrollar el valor agregado del producto, lo que les permite atender a un mercado más grande y lograr mayores ganancias. Para las empresas farmacéuticas, pero no para los agricultores independientes, se puede rastrear la calidad de la medicina tradicional china y su comercialización es más diversificada, lo que también puede generar mayores ganancias. Además, la estabilidad de las marcas y el aumento de los precios de los medicamentos en los mercados extranjeros incentivan a las empresas a dedicar más tiempo y energía a rastrear la calidad de P. grandiflorum y garantizar que sus productos cumplan con los estándares de inspección requeridos por los mercados extranjeros, lo que genera altos beneficios. a las partes interesadas. A través de plataformas de comercio electrónico se pueden vender materiales medicinales VC 10, reduciendo en gran medida los costos asociados a las tiendas físicas. Sin embargo, existen varias lagunas en el proceso de supervisión y pueden aparecer algunos vínculos atípicos e incontrolables. Por lo tanto, en general, los comportamientos e intereses de las partes interesadas, así como la calidad del producto y el mercado objetivo, están estrechamente relacionados.

Desde la perspectiva de la cadena alimentaria, la calidad de P. grandiflorum se evaluó calculando la eficiencia de transferencia de componentes efectivos de P. grandiflorum de diferentes niveles de nutrientes. La eficiencia de transferencia de los componentes eficaces de P. grandiflorum en orden de mayor a menor es materiales medicinales liofilizados, materiales medicinales originales y medicamentos preparados en trozos. Sin embargo, en nuestros experimentos, la actividad antiinflamatoria de los medicamentos preparados en trozos fue la más fuerte. De manera similar, el fármaco preparado en trozos de P. grandiflorum mostró la actividad más potente al inhibir la actividad y la proliferación de las células cancerosas. En cuanto a los niveles nutricionales del fármaco preparado en trozos, la eficiencia de transferencia de platicodina D fue la más baja. Durante el proceso de humectación, P. grandiflorum puede perder una cierta cantidad de componentes solubles en agua, y la platicodina D también forma parte del mismo, lo que lleva al menor contenido de platicodina D en piezas de decocción30. Además, los contenidos de Deapi-platicosido E, platicosido E, platicodina D3 y Desapioplaticodina D en los materiales medicinales originales también fueron mayores que los de las piezas de decocción30. El contenido de platicósido E en el fármaco preparado en trozos determinado en este artículo también fue inferior al de los materiales medicinales originales. Los investigadores llevaron a cabo un estudio sobre la tecnología de procesamiento de P. grandiflorum. El contenido de platicodina D en los materiales medicinales originales era del 0,48%, y la platicodina D en las rodajas procesadas tradicionalmente se redujo al 0,25%, pero la platicodina D en las rodajas procesadas, aunque fresca, podía alcanzar el 0,44%33. El proceso de procesamiento en fresco elimina los pasos de procesar P. grandiflorum a partir de productos frescos en materiales medicinales, suavizando los materiales medicinales y reduciendo la pérdida de ingredientes activos. Por tanto, el procesamiento en fresco tiene cierta viabilidad y superioridad33. El extracto alcohólico de P. grandiflorum contiene saponinas, flavonoides, polisacáridos, polifenoles y otros componentes34. Un heteropolisacárido neutro aislado de P. grandiflorum estimuló significativamente la proliferación de células RAW264.7 en el rango de 100 μg/mL a 800 μg/mL (P <0,05), mejoró su capacidad fagocítica y aumentó de manera dependiente de la dosis35. El extracto de etanol y el extracto fermentado de P. grandiflorum17 redujeron significativamente la concentración de NO en células RAW 264.7 inducidas por LPS de una manera dependiente de la dosis (P <0,05)36. Además, el extracto metanólico de P. grandiflorum contiene componentes fenólicos, que desempeñan un papel antiinflamatorio al inhibir la producción de citoquinas proinflamatorias IL-6, IL-12p40 y TNF-α en macrófagos RAW264.7 de ratón estimulados por lipopolisacárido37. La platicodina D puede inducir autofagia en células A549 al inhibir la vía de señalización PI3K/Akt/mTOR, activando las vías de señalización JNK y p38 MAPK38. Además de la platicodina D, otros componentes químicos también tienen efectos antitumorales. Los niveles de LC3-II aumentaron con el tiempo y de manera dosis-dependiente en células A549 tratadas con PGB (una fracción de PG en butanol enriquecida con platicósidos), lo que sugiere que la autofagia inducida por PGB inhibe la viabilidad celular39. Platycodon A y Platycodon B se probaron en líneas celulares cancerosas A549 y mostraron actividades citotóxicas notables contra líneas celulares cancerosas A549 con valores de CI50 que oscilaban entre 4,9 y 9,4 µM40. El extracto acuoso de P. grandiflorum también inhibió el crecimiento e indujo la apoptosis de las células A549 de forma dosis dependiente41. Tanto la platicodina D3 como la platicodina D tienen actividades antiinflamatorias, expectorantes, antitusivas y antitumorales42. Estos estudios también sugieren que no sólo la platicodina D, sino también los polifenoles, polisacáridos y otras saponinas desempeñan un papel antiinflamatorio y anticancerígeno en el extracto de P. grandiflorum. Esto también explica por qué la eficiencia de administración del contenido de platicodina D en P. grandiflorum es diferente de los resultados de las actividades anticancerígenas y antiinflamatorias del extracto de P. grandiflorum. Una de las características de la medicina tradicional china es la integridad, y los principales componentes eficaces de P. grandiflorum son las saponinas, por lo que la platicodina D3, el platicosido E y otros componentes también deberían desempeñar un papel determinado en la eficacia de P. grandiflorum. Sin embargo, no hubo estudios sobre los cambios en el contenido de saponinas, polisacáridos y polifenoles en P. grandiflorum procesado en trozos. La actividad de los medicamentos preparados en trozos es mejor que la de los materiales medicinales originales, lo que puede estar estrechamente relacionado con los métodos de extracción y procesamiento. Por lo tanto, la investigación sobre la cadena alimentaria de P. grandiflorum debe considerar el contenido de múltiples componentes químicos como indicadores y aclarar la relación de proporción de varios ingredientes activos determinando la relación entre el contenido de ingredientes activos, los métodos de procesamiento y las actividades farmacológicas para proporcionar más Indicadores integrales para el control de calidad de P. grandiflorum a lo largo de la CV. Para explicar mejor la cadena alimentaria de P. grandiflorum, los componentes activos y las actividades de P. grandiflorum cambian a lo largo de la cadena.

Este estudio se centró en las CV y la calidad de P. grandiflorum y mostró que las partes interesadas en la CV tienen un cierto impacto en la calidad y el precio de los medicamentos crudos. Combinando el cultivo y el procesamiento, se puede lograr una cadena de suministro más eficiente, estandarizada y estable, y también se puede rastrear el origen de los materiales medicinales de calidad inferior. Por lo tanto, es necesario desarrollar un modo de cooperación entre empresas y agricultores que se base en un sistema estricto y completo de plantación y compra para garantizar la comercializabilidad y trazabilidad de los materiales medicinales recolectados y su fuente. En otras palabras, garantizar la calidad y seguridad de P. grandiflorum es la piedra angular del desarrollo de su mercado, lo que favorece un mayor avance de los productos con homología de alimentos medicinales.

Aquí, demostramos que la calidad de P. grandiflorum en el VC es volátil y controlable. Al coordinar la relación dentro de la empresa de capital de riesgo, una mayor integración de los recursos conduce a garantizar la calidad de P. grandiflorum y aumentar los ingresos de las partes interesadas. Por último, analizamos los eslabones de procesamiento de P. grandiflorum desde la perspectiva de la cadena alimentaria y comparamos los ingredientes activos y las actividades farmacológicas de diferentes eslabones relacionados con la CV de P. grandiflorum. Descubrimos que el procesamiento del fármaco preparado en trozos de P. grandiflorum tuvo un buen efecto de conservación e involucró varios componentes químicos; además, el contenido de un solo componente químico no podría representar la eficacia de P. grandiflorum y se requieren estudios más profundos.

Todos los datos generados o analizados durante este estudio se incluyen en este artículo publicado [y sus archivos de información complementaria].

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Esta investigación fue financiada por El proyecto clave a nivel del gobierno central: el establecimiento de la capacidad de uso sostenible de valiosos recursos de la medicina china, subvención número 2060302; Sistema de Investigación Agrícola de China del MOF y MARA, subvención número CARS-21; Proyecto de investigación científica sobre educación en innovación y emprendimiento en colegios y universidades de la Región Autónoma de Mongolia Interior, número de subvención NMSC18065; Región Autónoma de Mongolia Interior Medicina China (Medicina Mongol) Proyecto de cultivo de talentos líderes para jóvenes y medianas personas, subvención número 2022-[RC001]; "Plan de desarrollo del equipo de innovación" de colegios y universidades de la Región Autónoma de Mongolia Interior, número de subvención NMGIRT2326; Encuesta Especial de Recursos Científicos y Tecnológicos Básicos, número de subvención 2018FY100702.

Estos autores contribuyeron igualmente: Linlin Jiang y Hui Niu.

Hospital de Medicina Tradicional China de Mongolia Interior, Hohhot, 010020, China

Linlin Jiang, Hui Niu, Yuan Chen, Xing Li, Yulian Zhao y Minhui Li

Instituto de Investigación Médica de China Tradicional y Mongolia Interior de Mongolia Interior, Hohhot, 010010, China

Linlin Jiang, Hui Niu, Yuan Chen, Xing Li, Yulian Zhao y Minhui Li

Departamento de Farmacia, Facultad de Medicina de Baotou, Baotou, 014040, China

Hui Niu, Xing Li, Yulian Zhao, Chunhong Zhang y Minhui Li

Laboratorio clave de protección y utilización de recursos de geohierbas características de Mongolia Interior, Baotou, 014040, China

Minhui Li

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LJ y HN: Conceptualización; XL e YZ: metodología; YC: software; LJ: redacción: preparación del borrador original; HN: redacción: revisión y edición; ML y CZ: supervisión, administración de proyectos. Todos los autores revisaron el manuscrito.

Correspondencia a Chunhong Zhang o Minhui Li.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Jiang, L., Niu, H., Chen, Y. et al. Control de calidad de Platycodon grandiflorum (Jacq.) A. DC. basado en cadenas de valor y análisis de cadenas alimentarias. Representante científico 13, 14048 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-41013-8

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Recibido: 31 de marzo de 2023

Aceptado: 20 de agosto de 2023

Publicado: 28 de agosto de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-41013-8

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