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Efectividad en métodos de purificación y extracción de flavonoides

La elección del método de extracción de flavonoides a partir de material vegetal es crucial y depende de los objetivos de la investigación realizada. Se diseña utilizando principios similares de extracción de polifenoles. El proceso se lleva a cabo habitualmente con metanol, etanol, acetonitrilo, acetona o sus mezclas con agua. La polaridad requerida del solvente depende del tipo de flavonoide. Para estructuras flavonoides menos polares como isoflavonas, flavononas y flavonas, la elección correcta puede ser acetona, cloroformo, cloruro de metileno y éter dietílico; para fracciones de flavonoides más polares, el disolvente suele ser alcohol o una mezcla de alcohol y agua .

Técnicas de extracción convencionales

Los métodos convencionales son fáciles de realizar, no necesitan equipos especiales, son aplicables para la extracción de un gran número de muestras y conducen a un alto rendimiento del extracto obtenido. Sin embargo, no son selectivos. Se puede alcanzar cierta selectividad con el disolvente adecuado, de acuerdo con la polaridad de la fracción de flavonoides objetivo. Como ejemplo de este grupo pueden mencionarse la maceración, reflujo y extracción Soxhlet.

Métodos de extracción verde

Se están desarrollando técnicas nuevas y prometedoras para superar las limitaciones de los métodos de extracción clásicos. Se clasifican como técnicas de extracción «verdes» no convencionales. Tienen muchas ventajas: reducción del consumo de disolventes orgánicos y degradación de la muestra, prevención de la contaminación, eliminación de pasos adicionales de limpieza y concentración de la muestra, mejora de la eficiencia y selectividad de extracción, y capacidad de automatización.

Extracción asistida por ultrasonido (EAU)

Los EAU, también llamados sonicación, utilizan energía de ondas ultrasónicas durante la extracción. El ultrasonido produce cavitación, que acelera la disolución y difusión de los ingredientes celulares: la onda de ultrasonido se propaga en las moléculas del medio y se forman burbujas de cavitación a una potencia suficientemente alta. La desintegración de estas burbujas genera energía, y los chorros de solvente hacia las partículas de hierbas extraen los compuestos objetivo de ellas de manera más eficiente. Además, la transferencia de calor mejora la eficiencia de extracción. Las otras ventajas de los EAU incluyen un bajo consumo de disolventes y energía y la reducción de la temperatura y el tiempo de extracción, lo que convierte a los EAU en una tecnología simple y de costo relativamente bajo.

Extracción asistida por microondas (MAE)

MAE es un método de extracción que utiliza energía de microondas para promover el vertido de analitos de la matriz de la muestra en el disolvente. La radiación de microondas actúa sobre los dipolos de los materiales polares y polarizables y provoca un calentamiento cerca de la superficie de los materiales. El calor se transfiere por conducción. MAE puede considerarse como un método selectivo en el caso de moléculas polares y disolventes con alta constante dieléctrica. En comparación con los métodos de extracción convencionales, MAE ofrece una combinación de ventajas: la posibilidad de utilizar menos disolventes tóxicos; reducción del tiempo de extracción, cantidad de solvente, energía y costos de procesamiento; y mayor recuperación. Sin embargo, esta técnica se limita a moléculas pequeñas estables en condiciones de calentamiento por microondas.
Los extractos obtenidos por MAE son ricos en algunas fracciones de flavonoides debido al material vegetal. Sin embargo, MAE no es una técnica altamente selectiva.

Extracción de líquido presurizado (PLE)

PLE también ha sido descrito como extracción acelerada por solventes por diferentes grupos de investigación. PLE aplica alta presión, por lo que los solventes permanecen líquidos por encima de su punto de ebullición. Los efectos obtenidos son alta solubilidad y alta velocidad de difusión de compuestos hidrófobos en el solvente, y alta penetración del solvente en la matriz. En comparación con otros métodos descritos anteriormente en esta revisión, PLE requiere menos tiempo de extracción y consumo de solvente y tiene una mejor repetibilidad. Además, esta técnica se puede automatizar lo que permite la extracción en un tiempo más corto con una cantidad mínima de disolvente.
La extracción de agua caliente a presión (PHWE) es una variación de PLE. Esta técnica también se conoce como extracción de agua presurizada de baja polaridad y extracción de agua supercrítica: Las características operativas del agua presurizada utilizada son el rango de temperatura por encima del punto de ebullición y por debajo del punto crítico del agua. La selectividad de este método se basa en la solubilidad de los flavonoides que depende de las condiciones de temperatura.

Extracción de fluido supercrítico (SFE)

El fluido supercrítico se puede definir como un fluido por encima de su temperatura y presión críticas específicas. En estas condiciones, existe en una fase, que tiene las propiedades de los líquidos y los gases en su punto crítico. La presión crítica es la presión mínima requerida para convertir un gas en un estado líquido a su propia temperatura crítica. La temperatura crítica de un gas es la temperatura a la que no se vuelve líquido bajo la aplicación de presión adicional. La temperatura y la presión son los factores que determinan la llegada de una sustancia a su región crítica. El fluido supercrítico se comporta más como un gas, pero tiene las propiedades solvatantes de un líquido.

Extracción de flavonoides asistida por enzimas (EAE)

EAE es un pretratamiento enzimático que se lleva a cabo mediante la adición de enzimas hidrolizantes específicas (por ejemplo, celulasa, amilasa y pectinasa) durante la etapa de extracción. Mediante el uso de enzimas, la pared celular se rompe y los polisacáridos estructurales y los cuerpos lipídicos se hidrolizan en condiciones moderadas, lo que se refleja en altos rendimientos. Este enfoque se considera una técnica novedosa y eficaz para la extracción de un gran grupo de metabolitos vegetales secundarios con propiedades antioxidantes, incluidos los flavonoides.
El EAE es adecuado para la extracción de diversas sustancias bioactivas de matrices vegetales, pero la fracción obtenida después de la filtración es rica en compuestos de moléculas pequeñas solubles en agua, incluida la extracción de flavonoides. Después de este procedimiento, es posible aislar los flavonoides paso a paso cambiando el pH y agregando diferentes solventes.

Dispersión de fase sólida de matriz (MSPD)

Una alternativa popular al método de extracción sólido-líquido es MSPD. Mediante esta técnica, los compuestos diana se extraen, fraccionan y preparan. El proceso implica homogeneización, extracción y purificación simultáneas, durante las cuales se eliminan la mayoría de los problemas asociados con los métodos clásicos.

Extracción por cavitación por presión negativa (NPCE)

NPCE es un nuevo tipo de cavitación, adecuado para el aislamiento de subproductos de plantas termoinestables. El punto principal del proceso es la introducción continua de una corriente de nitrógeno en el sistema de extracción. Debido a la presión negativa, surgen burbujas de N 2 en el sistema líquido-sólido y se forma una fase gas-líquido-sólido altamente inestable. Estos procesos promueven la turbulencia, la colisión y la transferencia de masa entre el extractante y la matriz de la planta, lo que conduce a una extracción eficaz de los analitos objetivo. Durante el proceso, se mantiene una temperatura baja, lo que lo hace efectivo, simple, de bajo costo y ecológico.
Hay otra ventaja de este método: en el procesamiento a temperatura ambiente, los compuestos termosensibles como los isoflavonoides se pueden extraer cuantitativamente.

Si bien no existe un método de extracción de flavonoides universal y cada procedimiento de extracción es único para determinadas plantas, el diseño de los métodos de preparación y extracción de muestras debe ser coherente con los objetivos del estudio, las muestras y los compuestos objetivo. Para que la técnica de extracción sea selectiva, debe incorporar un disolvente o mezcla de disolventes óptimo y una técnica adecuad.

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