¿Puede la extracción ultrasónica aumentar la actividad antiinfluenza de Aloe Vera?

1 principio de extracción ultrasónica

El ultrasonido se define como una onda de sonido con una frecuencia superior a 20 kHz, lo que excede el límite de la detección de la audición humana. La ecografía es una onda mecánica con una alta densidad de energía. Su fuente de salida de energía de sonido suele ser un objeto vibratorio, que puede hacer que el medio circundante vibre y luego transfiera energía a otras partículas adyacentes. Cuando la ecografía pasa a través del medio, causa el desplazamiento longitudinal de las partículas. Estos densos efectos moleculares causan daño a la pared celular y aceleran la tasa de transferencia de masa de sustancias efectivas en el medio, lo que alcanza el propósito de mejorar la tasa de extracción. La extracción ultrasónica no se basa en un solo mecanismo de acción, sino que funciona continuamente o simultáneamente a través de múltiples mecanismos físicos, como fragmentación mecánica, efecto térmico y efecto de cavitación. En el homogeneizado de la mezcla sólida-líquido, las microbays y la micro-turbulencia generada por la cavitación acústica en el medio líquido causarán fuertes alteraciones mecánicas, intensificando así la colisión entre partículas, lo que puede conducir fácilmente a la descomposición y la ruptura local de algunos materiales frágiles. Por otro lado, debido a la reducción del tamaño de partícula, la velocidad de transferencia de masa de las partículas sólidas y el área de contacto entre las fases sólidas y líquidas aumentan, que conducen a acelerar la disolución de los contenidos en la matriz de muestra.

El efecto de cavitación es un fenómeno físico único y complejo causado por la propagación y vibración de la ecografía en el líquido. Generalmente se refiere al proceso de formación, expansión y ruptura de burbujas de cavitación en líquido. En pocas palabras, cuando se aplica ultrasonido de alta intensidad, la atracción entre las moléculas medianas puede exceder el valor crítico, generando así un alto esfuerzo cortante en el líquido y posteriormente formando burbujas de cavitación. 1 burbuja de cavitación se forma cerca de la superficie de la matriz. Después de someterse a ciclos continuos de compresión de rara de compresión, la burbuja de cavitación se romperá durante el ciclo de compresión y generará energía térmica a corto plazo, formando así fluido de microjet de alta velocidad en la superficie de la matriz y generando fuertes ondas de choque. Este proceso puede hacer que la temperatura local circundante sea tan alta como aproximadamente 5,000 K, y la presión instantánea puede alcanzar los 50 ~ 1000 atm. El entorno de alta presión y alta temperatura formado destruirá la pared celular de la matriz vegetal, liberando así sustancias intracelulares en la solución. A partir de las imágenes de microscopio electrónico de escaneo de hojas de albahaca tomadas por Chemat y otras antes y después de la extracción de aceite, se puede observar más vívidamente: antes de la extracción, las glándulas en las hojas son lisas y llenas; Después de la extracción, comienzan a encogerse, pero la estructura de la glándula permanece intacta; Y después de la extracción asistida por ultrasonic, las glándulas están completamente rotas y se liberan todos sus contenidos.

El aloe vera ha ganado una amplia popularidad y se ha comercializado como un producto de belleza, laxante, la medicina herbal y su actividad antibacteriana se ha demostrado. Sin embargo, a excepción de algunos informes, la actividad antiviral de Aloe Vera no se ha demostrado bien. Hasta la fecha, es común extraer compuestos de aloe vera utilizando solventes orgánicos, ya que los ingredientes activos pueden extraerse de manera efectiva en metanol. En este estudio, utilizamos un método de extracción ultrasónica de 5 minutos para extraer efectivamente compuestos de aloins y aloe-emodina del aloe vera en el agua. Este rápido proceso de extracción de un solo recipiente mejoró la extracción de flavonoides y fenólicos en el extracto de agua ultrasónica y enriqueció las fracciones de aloína y aloe-emodina. Los extractos se probaron para su actividad antiinfluenza, y los resultados mostraron que la extracción ultrasónica permitió que el extracto de agua exhibiera una excelente actividad antiinfluenza comparable a la del extracto de metanol. La citotoxicidad del extracto de agua era cero en comparación con el extracto de metanol, que tenía alta citotoxicidad. El escaneo espectrofotométrico de los extractos confirmó el enriquecimiento de picos de aloins y aloe-emodina en el extracto ultrasónico de Aloe Vera, lo que indica su obra detrás de la actividad antiinfluenza. Las técnicas demostradas, si se implican adecuadamente, conducirán a soluciones prometedoras en la búsqueda farmacéutica para combatir los virus de la influenza.

Hasta la fecha, se han encontrado más de 200 productos químicos bioactivos en el gel de aloe vera, y es más probable que su bioactividad se deba a los efectos sinérgicos de los compuestos en lugar de los compuestos individuales. Por lo tanto, la extracción adecuada de los compuestos bioactivos es crucial para explotar completamente todos los ingredientes activos para sus propiedades fisiológicas y medicinales.

Se ha encontrado que el gel de aloe vera es efectivo con bacterias Gram-positivas y gramnegativas, así como ciertos hongos y virus. Se han informado efectos inhibitorios de Bacillus versicolor contra el citomegalovirus humano, el virus del herpes simple tipo 2 (HSV-2) y el poliovirus. La influenza es una infección respiratoria aguda causada por virus de la influenza con un gran impacto global. Este virus tiene el potencial de causar pandemias severas y pérdidas económicas. Su genoma es muy variable con una alta tasa de mutación, lo que lo hace resistente a muchas drogas. Actualmente, los fármacos y métodos antivirales sintéticos (inhibidores de nucleoproteínas, inhibidores de la neuraminidasa, bloqueadores del canal iónico y tecnología de siRNA) tienen una aplicación limitada debido a la aparición de cepas resistentes a los fármacos, alto costo y efectos secundarios dañinos. Los medicamentos a base de hierbas tienen un costo bajo, bajo toxicidad y, a menudo, tienen efectos multi-objetivo, lo que no solo puede actuar como fármacos antivirales, sino que también estimular el sistema inmune para combatir los virus. Los mecanismos antivirales definidos clásicamente de las plantas medicinales incluyen la inhibición de la replicación viral, el bloqueo de la unión viral, la inactivación de los virus y la prevención de la infección viral. El interés de los investigadores y los clientes en el uso de estos medicamentos ha aumentado debido a una preferencia por los medicamentos naturales y las preocupaciones sobre los efectos tóxicos de los materiales sintéticos.

La ecografía se caracteriza por alta frecuencia (18 kHz-1 MHz), desplazamiento pequeño (menos de 50 mM), velocidad moderada (MS-1), gradiente de velocidad transversal empinado (hasta 4,000 S-1) y aceleración muy alta (hasta aproximadamente 80,000 g). Cuando la entrada de energía acústica es lo suficientemente alta, la ecografía produce cavitación, lo que permite generar microburbujas en el sitio de nucleación. Las burbujas crecen durante la fase de rarefacción de la onda de sonido y luego colapsan durante la fase de compresión. Durante el colapso, las fuertes ondas de choque pasan a través del medio. Todo el proceso de nucleación, crecimiento y ruptura de burbujas bajo la acción de ondas sonoras fuertes se llama cavitación. En términos de extracción, la extracción usando ultrasonido o interrupción de la membrana ultrasónica tiene las ventajas de acortar significativamente el tiempo de extracción y aumentar el rendimiento de la extracción. La aplicación de ultrasonido destruye la estructura de la pared celular y acelera la difusión de la membrana celular; Por lo tanto, las células se lisan, promoviendo así la liberación de contenido celular. Además, se ha demostrado que la mejora de la hidratación del tejido vegetal durante la ecografía coincide con la interrupción del tejido vegetal y conduce a una extracción mejorada durante la ecografía. Por lo tanto, la aplicación de la tecnología de ultrasonido en la extracción de aloe tiene buenas perspectivas.

El trabajo actual se centra en la extracción de compuestos bioactivos ricos del extracto de aloe utilizando métodos basados ​​en ultrasonido. La frecuencia de extracción de ultrasonido se optimizó para lograr el efecto de extracción deseado. La extracción ultrasónica produjo el nanopackaging de metabolitos activos con una mayor solubilidad en el agua. Por primera vez, se demostró que la tecnología de ultrasonido es efectiva para extraer componentes de aloin y ruibarbo que fueron los mejores extractores en solventes orgánicos en el agua.