A extração ultrassônica pode aumentar a atividade anti-influenza de Aloe Vera?

1 Princípio da extração ultrassônica

O ultrassom é definido como uma onda sonora com uma frequência superior a 20 kHz, o que excede o limite da detecção auditiva humana. O ultrassom é uma onda mecânica com alta densidade de energia. Sua fonte de saída de energia sonora é geralmente um objeto vibratório, que pode fazer com que o meio circundante vibre e depois transfira energia para outras partículas adjacentes. Quando o ultrassom passa pelo meio, causa o deslocamento longitudinal das partículas. Esses densos efeitos moleculares causam danos à parede celular e aceleram a taxa de transferência de massa de substâncias efetivas no meio, alcançando assim o objetivo de melhorar a taxa de extração. A extração ultrassônica não depende de um único mecanismo de ação, mas funciona de forma contínua ou simultaneamente através de múltiplos mecanismos físicos, como fragmentação mecânica, efeito térmico e efeito de cavitação. No homogenato da mistura sólida-líquido, os micro-vigas e micro-turbulência gerados por cavitação acústica no meio líquido causarão fortes distúrbios mecânicos, intensificando assim a colisão entre partículas, o que pode facilmente levar à decomposição e à ruptura local de alguns materiais quebradiços. Por outro lado, devido à redução no tamanho das partículas, a taxa de transferência de massa de partículas sólidas e a área de contato entre fases sólidas e líquidas são aumentadas, que são propícios para acelerar a dissolução do conteúdo na matriz da amostra.

O efeito de cavitação é um fenômeno físico único e complexo causado pela propagação e vibração do ultrassom em líquido. Geralmente se refere ao processo de formação, expansão e ruptura das bolhas de cavitação em líquido. Simplificando, quando o ultrassom de alta intensidade é aplicado, a atração entre moléculas médias pode exceder o valor crítico, gerando alta tensão de cisalhamento no líquido e subsequentemente formando bolhas de cavitação. 1 bolha de cavitação é formada perto da superfície da matriz. Depois de passar por ciclos contínuos de compressão-efação, a bolha da cavitação se rompe durante o ciclo de compressão e gerará energia térmica de curto prazo, formando assim o fluido de microjato de alta velocidade na superfície da matriz e gerando fortes ondas de choque. Esse processo pode tornar a temperatura local circundante até cerca de 5.000 k, e a pressão instantânea pode atingir 50 ~ 1000 atm. O ambiente de alta pressão e alta temperatura formado destruirá a parede celular da matriz da planta, liberando assim substâncias intracelulares na solução. A partir das imagens do microscópio eletrônico de varredura de folhas de manjericão tiradas por Chemat e outros antes e depois da extração de petróleo, ela pode ser observada com mais vividamente: antes da extração, as glândulas nas folhas são lisas e cheias; Após a extração, eles começam a encolher, mas a estrutura da glândula permanece intacta; E após a extração assistida por ultrassom, as glândulas estão completamente quebradas e todo o seu conteúdo é liberado.

O Aloe Vera ganhou ampla popularidade e foi comercializado como um produto de beleza, um medicamento de ervas laxantes e sua atividade antibacteriana foi demonstrada. No entanto, exceto por alguns relatórios, a atividade antiviral de Aloe Vera não foi bem demonstrada. Até o momento, é comum extrair compostos de aloe vera usando solventes orgânicos, pois os ingredientes ativos podem ser efetivamente extraídos em metanol. Neste estudo, usamos um método de extração ultrassônica de 5 minutos para extrair efetivamente os compostos de aloin e aloe-emodina de Aloe vera na água. Esse processo de extração rápido de um pote aumentou a extração de flavonóides e fenólicos no extrato de água ultrassônica e enriqueceu as frações de aloin e aloe-emodina. Os extratos foram testados quanto à sua atividade anti-influenza, e os resultados mostraram que a extração ultrassônica permitiu que o extrato de água exibisse excelente atividade anti-influenza comparável à do extrato de metanol. A citotoxicidade do extrato de água foi zero em comparação com o extrato de metanol, que apresentava alta citotoxicidade. A varredura espectrofotométrica dos extratos confirmou o enriquecimento dos picos de aloin e aloe-emodina no extrato ultrassônico de aloe vera, indicando sua obra por trás da atividade anti-influenza. As técnicas demonstradas, se devidamente implicadas, levarão a soluções promissoras na busca farmacêutica para combater os vírus influenza.

Até o momento, mais de 200 produtos químicos bioativos foram encontrados em gel de aloe vera, e sua bioatividade tem maior probabilidade de ser devida aos efeitos sinérgicos dos compostos em vez de compostos únicos. Portanto, a extração adequada de compostos bioativos é crucial para explorar totalmente todos os ingredientes ativos para suas propriedades fisiológicas e medicinais.

Verificou-se que o gel de aloe vera é eficaz contra bactérias gram-positivas e gram-negativas, bem como certos fungos e vírus. Efeitos inibitórios do Bacillus versicolor contra o citomegalovírus humano, o vírus do herpes simplex tipo 2 (HSV-2) e o poliovírus foram relatados. A influenza é uma infecção respiratória aguda causada por vírus influenza com um enorme impacto global. Esse vírus tem o potencial de causar pandemias graves e perdas econômicas. Seu genoma é altamente variável com uma alta taxa de mutação, o que o torna resistente a muitos medicamentos. Atualmente, medicamentos e métodos antivirais sintéticos (inibidores de nucleoproteínas, inibidores da neuraminidase, bloqueadores de canais iônicos e tecnologia de siRNA) têm aplicação limitada devido ao surgimento de cepas resistentes a medicamentos, alto custo e efeitos colaterais prejudiciais. Os medicamentos à base de plantas têm baixo custo, com baixa toxicidade e geralmente têm efeitos de vários alvos, que podem não apenas atuar como medicamentos antivirais, mas também estimular o sistema imunológico a combater vírus. Os mecanismos antivirais definidos classicamente das plantas medicinais incluem inibição da replicação viral, bloqueio de ligação viral, inativação de vírus e prevenção de infecção viral. O interesse dos pesquisadores e clientes no uso desses medicamentos aumentou devido à preferência por medicamentos naturais e preocupações sobre os efeitos tóxicos dos materiais sintéticos.

O ultrassom é caracterizado por alta frequência (18 kHz-1 MHz), deslocamento pequeno (menor que 50 mm), velocidade moderada (MS-1), gradiente de velocidade transversal íngreme (até 4.000 S-1) e aceleração muito alta (até 80.000 g). Quando a entrada de energia acústica é alta o suficiente, o ultrassom produz cavitação, permitindo que as microbolhas sejam geradas no local da nucleação. As bolhas crescem durante a fase de rarefação da onda sonora e depois entram em colapso durante a fase de compressão. Durante o colapso, fortes ondas de choque passam pelo meio. Todo o processo de nucleação, crescimento e ruptura de bolhas sob a ação de fortes ondas sonoras é chamado de cavitação. Em termos de extração, a extração usando o ultrassom ou a interrupção da membrana ultrassônica tem as vantagens de diminuir significativamente o tempo de extração e aumentar o rendimento da extração. A aplicação do ultrassom destrói a estrutura da parede celular e acelera a difusão da membrana celular; Portanto, as células são lisadas, promovendo assim a liberação do conteúdo celular. Além disso, foi demonstrado que o aumento da hidratação do tecido vegetal durante o ultrassom coincide com a interrupção do tecido vegetal e leva a uma extração aprimorada durante o ultrassom. Portanto, a aplicação da tecnologia de ultrassom na extração de aloe tem boas perspectivas.

O trabalho atual se concentra na extração de ricos compostos bioativos do extrato de aloe usando métodos baseados em ultrassom. A frequência de extração por ultrassom foi otimizada para alcançar o efeito de extração desejado. A extração ultrassônica produziu nanopacotes de metabólitos ativos com solubilidade aprimorada na água. Pela primeira vez, a tecnologia de ultrassom demonstrou ser eficaz na extração de componentes de aloin e ruibarbo que eram os melhores extratores em solventes orgânicos na água.