35Soumis le : 22 Juillet 2012 Forme révisée acceptée le : 04 Février 2013 Email de l'auteur correspondant : Nature & Technologie
[email protected] Etude de l’extraction des composés phénoliques de différentes parties de la fleur d’artichaut (Cynara scolymus L.) MAHMOUDI Souhilaa, KHALI Mustaphaa et MAHMOUDI Nacérab aUniversité Saâd DAHLAB, Faculté des sciences Agro-vétérinaires, Département des sciences agronomiques, route de Soumaâ, BP 270 – 9000, Blida, Algérie. b Université de M’sila, Faculté des sciences de l’ingénieur, Département des sciences agronomiques, route d’ Ichbillia, BP 166-28000, M’sila, Algérie Résumé L’artichaut (Cynara scolymus L.) est une plante méditerranéenne largement utilisée en médecine traditionnelle pour ses propriétés biologiques attribuées essentiellement aux polyphénols. Afin d’évaluer la meilleure technique d’extraction de polyphénols totaux, de flavonoïdes et de tanins condensés d’artichaut, nous avons utilisé deux méthodes d’extraction à savoir la décoction et la macération et quatre solvants (eau, méthanol, éthanol et acétone). Les meilleurs rendements d’extraction sont enregistrés par la décoction soit une moyenne de 17,34 % versus 15,64 % pour la macération ; toutefois l’eau et le méthanol restent les meilleurs solvants d’extraction. La macération semble être meilleure pour l’extraction des polyphénols totaux (19,88 mg équivalent acide gallique /g PS en moyenne) et des flavonoïdes (8,25 mg équivalent quercétine /g PS en moyenne). L’éthanol et l’acétone sont préférables pour l’extraction de ces biomolécules. En revanche, la décoction aqueuse est plus performante pour l’extraction des tanins condensés (3,05 mg équivalent catéchol/g PS). Mots-clefs : Cynara scolymus L., technique d’extraction, rendement d’extraction, polyphénols totaux, flavonoïdes, tanins condensés. Abstract Artichoke (Cynara scolymus L.) is a Mediterranean plant which is largely used in traditional medicine for its biological properties attributed essentially to their phenolic content. In order to evaluate the best extraction technique of artichoke’s total polyphenols, flavonoids and condensed tannins, we used two methods of extraction, decoction and maceration, and four solvents (water, methanol, ethanol and acetone). The best extract yields are recorded by the decoction 17.34 % against 15.64 % at mean for the maceration; however water and methanol remain the best solvents of extraction. The maceration seems to be better to extract total polyphenols (19.88 mg gallic acid equivalent/g DW at mean) and flavonoids (8.25 mg quercetin equivalent/g DW at mean).The ethanol and acetone are the best extraction solvents of these bioactive compounds. On the other hand, the aqueous decoction is more powerful to extract condensed tannins (3.05 mg catechol equivalent/g DW at mean). Keywords: Cynara scolymus L., extraction technique, extract yeld, total polyphenols, flavonoids, condensed tannins. simples à fortement polymérisés. Les matières végétales peuvent contenir des quantités variables d'acides 1. Introduction phénoliques, phénylpropanoïdes, anthocyanines, et tanins [3]. Cette diversité structurale est responsable de la grande L’extraction de principes actifs à haute valeur ajoutée à variabilité des propriétés physico-chimiques influençant partir de la matière végétale, notamment le cas des l'extraction des polyphénols [4]. Entre autre, la solubilité polyphénols, qui suscitent actuellement beaucoup d’intérêt des composés phénoliques est affectée par la polarité du grâce à leur pouvoir antioxydant, est une étape très solvant utilisé. Par conséquent, il est très difficile de importante dans l'isolement aussi bien que dans développer un procédé d'extraction approprié à l'extraction l'identification des composés phénoliques. En conséquence, de tous les composés phénoliques de la plante [2,3]. beaucoup d'auteurs ont étudié l'influence de différentes L’artichaut (Cynara scolymus L.) de la famille des conditions d’extraction sur les rendements d’extraction de Astéracées [5] est largement cultivé et consommé comme composés phénoliques de source végétale [1, 2]. légume dans les régions méditerranéennes. La partie La solubilité des composés phénoliques dépend de leur comestible est le réceptacle floral avec une partie du nature chimique dans la plante, qui varie de composés pédoncule [6,7]. Les feuilles d’artichaut sont utilisées en Revue « Nature & Technologie ». B- Sciences Agronomiques et Biologiques, n° 09/Juin 2013. Pages 35 à 40 les filtrats sont centrifugés pendant 20 min à est mesurée à 500 nm par un spectrophotomètre UV 4000 t/min à température ambiante.5 % (m/v). Les marcs sont extraits de la sécrétion biliaire. le réactif l’acide gallique. Matériel et méthodes réactif FC et 400 µl de Na2CO3 à 7. la tige et le réceptacle sont séchés l’absorbance est mesurée à 415 nm en utilisant un à température ambiante et à l’obscurité durant 20 jours puis spectrophotomètre UV (Perkin Elmer). Prolabo.5. Matériel végétal 100 µl d’acétate de sodium 1 M et 2. aussi bien au champ (15 à 20 T/ha/an) que dans les résidus des conserveries 2. le Romani et al. Après filtration sur un tissu incubé à l’obscurité à 30 °C pendant 20 min. Ces par décoction a été effectuée selon le protocole décrit par activités biologiques sont attribuées essentiellement aux Chavane et al. 2. acétone et chlorogénique et cynarine) et aux flavonoïdes (lutéoline 7.36 Etude de l’extraction des composés phénolique de différentes parties de la fleur d’artichaut (Cynara scolymus L. a été récolté de la région de température ambiante pendant 30 min. Les principes actifs d’artichaut est porté à ébullition dans un bain Marie durant 30 min puis permettent de lutter contre la perte d’appétit. filtrés sur papier filtre (Perkin Elmer) contre un blanc constitué d’un mélange de N° 1 et conservés à 4 °C jusqu’à utilisation. quercétine végétale sèche en se référant à la courbe d’étalonnage de et catéchol) proviennent de Merck (Allemagne). La valorisation des déchets et des sous-produits d’artichaut riches en polyphénols s’avère une alternative Le rendement d’extraction est calculé par la formule prometteuse pour combler les besoins en ces principes donnée par Falleh et al. 100 µl de AlCl3 à 10 % (m/v). [17] : R (%) = 100 Mext/Méch. les fleurs (foin). Les . [16] : 1 à 2 g de la poudre d’artichaut sont acides caffeoylquiniques et leurs dérivés (acide ajoutés à 40 ml de solvant d’extraction (éthanol. Les autres Flavonoïdes : La détermination des flavonoïdes totaux a réactifs et solvants sont obtenus auprès de Panreac. Le mélange est agité puis incubé à l’obscurité et à L’artichaut Violet. Chaque mélange O-glucoside) [10]. Les résultats sont exprimés en mg équivalent acide gallique/g de matière Les étalons polyphénoliques (acide gallique. température ambiante pendant 2. méthanol à 70 % v/v dans l’eau et eau). stimulent la filtré sur un tissu mousseline. Où : R est le rendement en %.8 ml d’eau distillée. Rendement d’extraction [15]. hypocholestérolémiant et favorisent le contrôle de la centrifugés à 4000 tr/min pendant 20 min et conservés à 4 glycémie [11-14]. [20] : Le réactif de vanilline a été macération.) médecine traditionnelle pour leurs vertus curatives et leurs Extraction par décoction : L’extraction des polyphénols propriétés antioxydantes et antimicrobiennes [6-10]. Le blanc est réalisé Boumerdes (Nord de l’Algérie) en février 2011. Dosage des polyphénols Violet. [5] en y apportant quelques modifications : méthanol à 37 % (v/v) et 4 % de vanilline dans du méthanol 10 à 30 g de la poudre d’artichaut sont macérés à (m/v). Le mélange a été maintenu à 30 °C avant le dosage. Cheminova. Extraction des polyphénols quercétine. Les sous-produits d’artichaut °C jusqu’à utilisation. 1 000 µl de réactif de vanilline .4. représentent des quantités importantes. totaux. Tanins condensés : Les tanins condensés sont Extraction par macération : Pour extraire les déterminés par la méthode de la vanilline en milieu acide polyphénols de différentes parties d’artichaut par décrite par Ba et al. de flavonoïdes et de tanins condensés du réceptacle et des sous-produits de la fleur d’artichaut de la variété 2. Produits chimiques par un spectrophotomètre UV (Perkin Elmer). Mext est la masse de Dans ce contexte. de Folin-Ciocalteu provient de Sigma (USA). Organics et Janssen. nous avons opté pour le protocole décrit par préparé en mélangeant à volume égal : HCl à 8 % (v/v). exercent un effet hypolipidémiant et même manière que précédemment et les filtrats sont réunis.5 h (deux fois) avec 100 200 µl de chaque extrait à analyser ont été ajoutés à ml de solutions aqueuses des solvants : éthanol. Aldrich. été effectuée selon la méthode décrite par Dehpeur et al. méthanol (37 %) et de HCl (8%) à volume égal.3.2. Les résultats sont finement broyés à l’aide d’un moulin à café. Polyphénols totaux : Le dosage des polyphénols totaux a été effectué selon la méthode de Folin-Ciocalteu (FC) [18] : 100 µl d’extrait d’artichaut sont mélangés avec 500 µl du 2. Les par remplacement de l’extrait par du méthanol à 95 % et bractées. exprimés en mg équivalent quercétine/g de matière végétale sèche en se référant à la courbe d’étalonnage de la 2. L’absorbance mousseline. en testant et en modifiant les méthodes et les solvants d’extraction. l’objectif visé dans cette étude est de l’extrait après évaporation du solvant en mg et Méch est la chercher la meilleure technique d’extraction de polyphénols masse sèche de l’échantillon végétal en mg. Le mélange est agité et incubé à l’obscurité et à température ambiante pendant dix minutes et l’absorbance est mesurée à 760 nm 2. acétone.1. actifs. le mélange a été agité puis méthanol à 70 % v/v et eau. [19] : 500 µl de chaque extrait à analyser sont ajoutés à 1500 µl de méthanol à 95 %. 51 % en rejoignent ceux trouvés par Pandino et al. est la seule méthode utilisable dans le cas de l’extraction d’un Rendement d’extraction par macération : ensemble de molécules fragiles [24]. Rendement d’extraction par décoction : Il ressort à Les meilleurs rendements d’extraction. 3. présentées dans le tableau 1. n° 09/ Juin 2013 37 résultats sont exprimés en mg équivalent catéchol/g de bractées sont très proches à savoir en moyenne 13. alors que significativement en fonction de la partie de la plante (p < l’acétone donne le plus faible rendement (13.29 % en moyenne) suivi par l’eau (36. Cette teneur est et le méthanol soit des moyennes de 16. Les moyennes de rendements par différents solvants sont très proches et elles sont similaires pour les extraits aqueux et méthanoliques (17. 3. les rendements du réceptacle et des constatent que la teneur en polyphénols augmente de .05) . tige et réceptacle). 1.53 mg éq AG/g PS pour la décoction.83 mg éq AG/g PS en moyenne). ne révèlent pas une différence significative (p>0. Revue « Nature & Technologie ».6 fois supérieure à celle enregistrée par les respectivement. Les rendements d’extraction diffèrent échantillons (bractées. Contrairement aux rendements d’extraction par décoction.41 et 17. Résultats et discussion Fig. [23] sur Smilax excelsa. Analyses statistiques Les résultats des analyses effectuées en triplicata sont exprimés en moyenne ± Standard Errors (SD).Sciences Agronomiques et Biologiques. Rendements d’extraction de différentes parties de la fleur toutefois.34 % versus 15. fleurs. L'analyse de la variance à une seule voie a été appliquée pour déterminer la différence significative à p<0.24 %. Fig.3 mg éq AG/g PS en moyenne). Rendement d’extraction d’artichaut par macération.1. Rendements d’extraction de différentes parties de la fleur 3. sont chers et dangereux pour la santé [3]. En revanche. Ces résultats élevé à savoir 19. des deux travers l’observation des rendements d’extraction.2. En revanche. B. La tige enregistre le rendement le plus bractées (7.13 % sur quatre macération.75 et 14 % environ 4.62 % respectivement. savoir en moyenne 19.64 % pour la d’extraction soit une moyenne de 20. 2. ils sont inférieurs à ceux trouvés par Ozsoy et al.05) en fonction des généralement longue et exige des solvants organiques qui parties de la plante. [25] qui moyenne. d’extraction des polyphénols totaux soit en moyenne 19.05.6.24 % suivie par les fleurs soit 17. Ces résultats sont comparables à ceux obtenus par Hadj Salem [21] sur Nitraria retusa et par Mohammedi et Atik [22] sur Tamarix aphylla. d’étalonnage du catéchol.24 et matière végétale sèche en se référant à la courbe 12.88 contre 17. Les analyses statistiques ANOVA sont effectuées par l’English Minitab 15. sont enregistrés par la décoction figure 1 que le méthanol donne le meilleur rendement soit une moyenne de 17. bien que diffèrent pas significativement (p>0.01) dont les fleurs donnent les teneurs les plus élevées solvant d’extraction (19.05) dont la tige enregistre les rendements les plus élevés à moyenne).19 % en 0. Teneur en polyphénols totaux Les teneurs en polyphénols totaux obtenus par les deux méthodes d’extraction. de la méthodes utilisées (N=32). 2.09 % en moyenne respectivement). Les rendements d’extraction qui varient de 17 à 19 % ne L'extraction des polyphénols par macération. la macération semble être la meilleure méthode d’artichaut par décoction. La variation de la teneur en polyphénols totaux en les résultats des rendements obtenus par macération donnés fonction de la partie de la plante est hautement significative par la figure 2 montrent que l’acétone est le meilleur (p<0. 74 certaines et la pauvreté des autres . polyphénols ne sont pas distribués uniformément dans les parties de la fleur.77 respectivement).11 ± 0. [26] qui rapportent que les approprié avec de l’eau.20 des liaisons d'hydrogène dans les solutions aqueuses.83 ± 1.38 19.59 ± 2.57 9.56 Les valeurs représentent la moyenne de 3 mesures ± SD Tableau 2 Teneur en flavonoïdes dans différentes parties de la fleur d’artichaut Par ailleurs.06 indiquant que l’éthanol en combinaison avec l’eau permet Méthanol 2.49 3.25 mg éq Qu/g PS contre 6.87 ± 0.84 ± 2.01).18 [28].54 ± 0.12 2.58 moyenne) tandis que la tige.96 ± 4.96 24.25 ± 1. Bractées Eau 8.20 ± 0. teneurs en polyphénols totaux les plus élevées (21.43 ± 1.18 Statistiquement la différence entre les teneurs en Ethanol 7.53 ± 10.41 25.12 ± 0.60 ± 1.02 et 2.59 7.11 travaux conduits par Katalinic et al.94 ± 1.63 6.15 ± 1.93 25.22 ± 1.70 ± 0.44 moléculaire et de la longueur de la chaîne carbonique de squelette de base [22].18 39.) l’extérieur à l’intérieur de la fleur d’artichaut et également préférable d’employer des mélanges du solvant organique ceux de Kukic et al.58 (5.08 ± 0.75 5. [27].73 ± 2.08 ± 0.75 ± 0.70 ± 0.47 L’addition de l’eau aux solvants organiques augmente la solubilité des polyphénols [28] par modulation de la Ethanol 18. Acétone 21.67 ± 2. moins chers et non toxiques par Méthanol 11. Ethanol 2.68 11. il est .35 3. En effet.32.28 ± 0. Acétone 13. l’éthanol et l’acétone restent les Réceptacle Eau 8.21 flavonoïdes en fonction de la partie de la plante est Acétone 7.20 51.20 ± 0.31 3. les fleurs enregistrent un maximum de flavonoïdes (18.78 mg éq Qu/g PS en Ethanol 38. [4] confirment nos résultats en Acétone 2.08 mg éq Qu/g PS respectivement. La solubilité des polyphénols dépend principalement du nombre de groupements hydroxyles.89 pourrait également être due à l'augmentation de la basicité Ethanol 4.42 ± 0.01 ± 1.15 ± 0.33 rapport à d’autres solvants comme le méthanol [2].04 9.20 ± 1.14 3.44 meilleurs extracteurs des flavonoïdes soient des moyennes Ethanol 10.35 6.49 ± 1.18 ± 2. Les Bractées Eau 4.86 ± 0.51 8. les bractées et le réceptacle Acétone 35. de poids Méthanol 4. Moyenne générale 17.18 ± 0.60 ± 0.71 12.82 6.30 ± 0. La grande distinction Méthanol 7.18 [8] et par Koffi et al.14 Cette augmentation est peut être due à l'affaiblissement Méthanol 16.04 5.53 12. pour obtenir des fractions riches en polyphénols.02 le mode d’extraction.32 polarité du solvant organique [22].38 une meilleure extraction des polyphénols totaux.17 mg éq AG/g PS.15 ± 1.09 13.08 ± 1.58 ± 1.32 ± 0.76 ± 0.63 entre les parties apparait au niveau de la richesse de Fleurs Eau 29.18 21.45 ± 0. Fleurs Eau 14.67 ± 1. différents solvants (tableau 2) montrent que la macération Parties Solvants Teneur en PT (mg éq AG/g PS) est préférable pour extraire les flavonoïdes à savoir une de la plante d’extraction Par décoction Par macération moyenne de 8.68 ± 0.23 et de l’ionisation des polyphénols dans de telles solutions Acétone 5. Teneur en flavonoïdes Tableau 1 Les résultats de la teneur en flavonoïdes des décoctés et Teneur en polyphénols totaux dans différentes parties de la fleur des macérâtes de différentes parties d’artichaut par les d’artichaut extraits par décoction et par macération (mg éq AG/g PS).12 ± 2.77 ± 1. [26] ont trouvé des Ethanol 19.87 ± 0.73 23.88 ± 14. quel que soit Méthanol 16. Kukic et al.81 résultats différents des nôtres et indiquent que le réceptacle d’artichaut est le plus riche en flavonoïdes.50 43. Il apparaît de notre travail que la grande majorité des polyphénols ne sont pas hydrosolubles.15 ± 2.50 ± 0.37 renferment des teneurs de 3 à 7 fois plus faibles Méthanol 28.80 26.58 mg éq Qu/g PS en moyenne Tige Eau 14.43 ± 1.09 26.6 mg éq Qu/g PS en moyenne pour la décoction.9 mg éq Parties Solvants Teneur en flavonoïdes (mg éq Qu/g PS) AG/g PS) suivis par les extraits acétoniques et de la plante d’extraction Par décoction Par macération méthanoliques qui donnent des teneurs proches estimées respectivement à 20. 3.08 En ce qui concerne le solvant d’extraction.3.77 ± 0.38 Etude de l’extraction des composés phénolique de différentes parties de la fleur d’artichaut (Cynara scolymus L. les extraits éthanoliques enregistrent les extraits par décoction et par macération (mg éq Qu/g PS).36 ± 0.704 hautement significative (p < 0. Elle Tige Eau 4.40 ± 0.64 et 19.78 très proches de 8.23 ± 0. Mulinacci et al.85 ± 0.18 L’éthanol et l’eau sont préférables car ils ont l’avantage d’être non polluants. Acétone 17. Par conséquent.75 ± 0.42 ± 1.96 ± 1. 3.44 et 8. 19 2.32 3.49 1.14 Moyenne générale 6.47 ± 0.76 ± 0.43 2.39 ± 0. Méthanol 2.53 ± 0.20 Réceptacle Eau 3. cosmétique…). M. A. ainsi que tout le personnel..17 ± 0. généralement jetables.28 2. (2010). De cette étude.75 ± 0.74 ± 0.34 L’analyse des résultats de la teneur en tanins condensés Moyenne générale 3. spécialement à hautes températures. Phenolic-Compound-Extraction Systems for Acétone 3.06 Méthanol 2. A. 206- 212. Jokić.09 2.35 mg éq cat/g PS en moyenne). polysaccarides…) menant à l'accessibilité à ces les meilleures techniques d’extraction des polyphénols principes actifs peut expliquer de sa part cette abondance totaux et des flavonoïdes alors que la décoction aqueuse est [29].60 ± 6. Vol. 31].49 ± 0. Segura-Carretero and A.28 ± 0.99 ± 0. préférable pour l’extraction des tanins condensés.34 [3] P. 8813- 8826. E. extraient Ce travail a été réalisé au niveau de laboratoire de aussi des substances indésirables comme les protéines.83 mg éq cat/g PS). L’augmentation de la température favorise d’une part la diffusion et la solubilité des substances 4. 7.40 ± 0.00 ± 0.14 Ethanol 2.09 mg éq comestible et ses sous-produits. Modelling of the Process of Solid-Liquid Extraction of Total Méthanol 1.74 ± 0. destruction par la chaleur des polyphénols oxydases (PPO) elle dépend de la méthode et du solvant approprié qui qui baissent la teneur en polyphénols .93 ± 0.29 ± 0.26 Fruit and Vegetable Samples.05 mg éq cat/g PS en moyenne) que la macération (2.11 Polyphenols from Soybeans. Morales-Soto. Garcia-Salas.47 ± 0.17 2. Bonnaillie.25 ± 8.50 ± 0. ainsi.33 2.15 ± 0. (2012).46 ± 0.04 ± 0. Plan inić and S.03 3. pp. Les lipides et les colorants non phénoliques qui causent des auteurs remercient vivement le chef de laboratoire. Saykova.14 Tige Eau 4.97 ± 0.88 ± 0. Revue de génie industriel. 28.31 ± 0.4. vol. alimentaire.11 ± 0. 15.65 consignés dans le tableau 3 révèle que la décoction est plus Les valeurs représentent la moyenne de 3 mesures ± SD efficace pour l’extraction des tanins (3. Fleurs Eau 10. M. M. Références Parties Solvants Teneur en tanins condensés (mg éq cat/g PS) de la plante Par décoction Par macération [1] C.05 ± 2.41 ± 0.77 ± 0. cat/g PS en moyenne) suivie par l’éthanol et l’acétone renferment des quantités importantes de composés soient en moyenne 2.43 Acétone 2.17 35-45.26 Acétone 2.17 1.23 (Arachis hypogaea L.26 3.15 ± 0.23 2.13 ± 0. Vol.56 ± 0.26 2. Salacs. les contrôle de qualité de l’intendance de Beaulieu (Alger).05 ± 0.59 et 2.80 ± 0. n° 09/ Juin 2013 39 Réceptacle Eau 3. du aussi remercier les experts de la revue ‘Nature & solvant utilisé et des conditions opératoires [16].26 1.20 . L’acétone possède la capacité de solubiliser les proanthocyanidines qui ne sont pas solubles dans le méthanol [30.09 8.06 1.09 2.07 2. Les Quel que soit le mode d’extraction.57 2. faiblement les tanins (1.66 Acétone 1. d’autre part elle détruit certaines substances fragiles [2]. Ethanol 3. L’extraction des DJEBAÏRIA L. Revue « Nature & Technologie ».Sciences Agronomiques et Biologiques.77 ± 0. il liaisons entre les polyphénols et d’autres substances ressort que la macération par l’éthanol et par l’acétone sont (protéines.14 Tomas.49 Fernández-Gutiérrez.11 2. En revanche. Etude de l’extraction de composés phénoliques à partir de pellicules d’arachide Bractées Eau 3. Colonel interférences lors de dosage des tanins. Technology’ pour les corrections qu’ils ont apportées à la version initiale de cet article.37 ± 0.17 Les valeurs représentent la moyenne de 3 mesures ± SD Ethanol 2.11 2. Bucić-Kojić.28 Ethanol 2.09 2.73 Méthanol 1. Ils voudraient tanins condensés dépend de leur nature chimique. Cette augmentation des teneurs en tanins L’extraction des composés polyphénoliques est une condensés dans les décoctés peut être expliquée par la étape cruciale pour la valorisation de ces principes actifs. Acétone 2.35 ± 0.).09 ± 0. Ethanol 2. Mais le Remerciements problème selon Rosales [32] et Jokić et al.05 ± 0. l’eau enregistre les résultats de cette étude révèlent aussi que le réceptacle teneurs les plus élevées en tanins condensés (4. J. Vassiliova et I. pp.28 ± 0. [2] est que l’eau et l’acétone. Bilić. B. [2] S.82 ± 0. pp. Conclusion extraites.82 ± 0. Tableau 3 Teneurs en tanins condensés dans différentes parties de la fleur d’artichaut (mg éq catéchol/g PS). A.29 mg éq cat/g PS polyphénoliques susceptibles d’être exploités à plusieurs respectivement.20 1. le méthanol extrait échelles (pharmaceutique.50 ± 0. Teneur en tanins condensés Méthanol 1. (2010).67 ± 0. Velić. Food Sci. la rupture de préservent leurs propriétés biologiques. D. Molecules. Destain. [25] G. Cur. 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