Extracción de romero mediante ultrasonidos de potencia

El romero es una planta aromática de hoja perenne rica en compuestos bioactivos y aceites esenciales que se utilizan en productos medicinales, alimentarios y cosméticos. La extracción ultrasónica es una técnica suave y, a la vez, muy eficiente para aislar compuestos bioactivos y aceites esenciales del romero y de otras plantas aromáticas. La extracción ultrasónica proporciona mayores rendimientos y extractos de calidad superior en poco tiempo de procesamiento.

Producción de extracto de romero mediante sonicación

Los ultrasonicadores son muy eficientes para producir extractos botánicos. Los ultrasonidos constituyen una técnica de extracción suave y no térmica que permite procesar con delicadeza las moléculas bioactivas sensibles de las plantas y aislarlas. Dado que la sonicación aplica fuerzas puramente mecánicas, se evitan los daños en las moléculas termosensibles. Esto permite preparar un extracto de espectro completo que contiene numerosos compuestos bioactivos que interactúan entre sí y generan el denominado efecto séquito. Por ejemplo, el extracto ultrasónico de romero contiene cantidades elevadas de moléculas bioactivas como ácido carnósico, carnosol, ácido rosmarínico, ácido oleanólico, ácido ursólico, alcanfor, 1,8-cineol, ácido p-cumárico y ácido cafeico.
Para producir un extracto de romero, se aíslan los compuestos bioactivos de las hojas aciculares de la planta de romero (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). El extracto se utiliza habitualmente como conservante y aromatizante natural en las industrias alimentaria y cosmética.
 

El extracto de romero contiene varios compuestos bioactivos, incluidos antioxidantes como el ácido carnósico y el ácido rosmarínico, que han demostrado tener propiedades antiinflamatorias, antimicrobianas y anticancerígenas. Estas propiedades hacen que el extracto de romero sea útil para conservar la frescura y la calidad de los productos alimentarios, así como para aportar posibles beneficios para la salud en complementos alimenticios y remedios naturales.
En la industria alimentaria, el extracto de romero suele añadirse a carnes procesadas, productos de panadería y aperitivos para prolongar su vida útil y prevenir la oxidación. También se utiliza como aromatizante natural en salsas, aliños y marinadas.
En la industria cosmética, el extracto de romero se utiliza en productos para el cuidado de la piel y del cabello por sus propiedades antioxidantes y antiinflamatorias, que pueden ayudar a proteger y nutrir la piel y el cabello. También se utiliza como fragancia y colorante natural en algunos productos cosméticos.

El mecanismo de ruptura de la pared celular: (a) rotura de la pared celular debida a la cavitación. (b) difusión del disolvente hacia el interior de la estructura celular.
(Gráfico adaptado de Shirsath et al., 2012)

¿Cómo se produce extracto de romero con un ultrasonicador de sonda?

La producción de extracto de romero con un ultrasonicador de sonda suele comprender los siguientes pasos:

1. Preparación del romero: Las hojas de romero se limpian, se secan y se muelen hasta obtener un polvo fino.
2. Extracción: El romero molido se mezcla con un disolvente, como etanol o agua, y la mezcla se somete a sonicación con un ultrasonicador de sonda. El ultrasonicador utiliza ondas sonoras de alta frecuencia para crear burbujas de cavitación que ayudan a desintegrar el material vegetal y a liberar los compuestos activos.
3. Filtración: La mezcla se filtra para eliminar los restos de material vegetal y obtener un extracto líquido.
4. Concentración: El extracto líquido se concentra mediante un evaporador rotatorio u otro método adecuado para aumentar la concentración de los compuestos activos.
5. Secado: El extracto concentrado se seca mediante un método adecuado, como el secado por atomización o la liofilización, para producir un extracto en forma de polvo seco.
6. Envasado: A continuación, el polvo seco se envasa y se almacena en un lugar fresco y seco hasta su utilización.

El uso de un ultrasonicador de sonda en el proceso de extracción permite extraer los compuestos activos de las hojas de romero con mayor eficiencia y eficacia, lo que da lugar a un extracto de mayor calidad y con una concentración más elevada de compuestos beneficiosos. Además, este método puede utilizarse a gran escala, por lo que resulta adecuado para la producción comercial. Los ultrasonicadores Hielscher permiten controlar con precisión los parámetros del proceso y escalar linealmente el proceso de extracción a cualquier volumen deseado.

Superioridad de la extracción ultrasónica de romero demostrada científicamente

En su informe de investigación científica, Dhoubi et al. (2020) investigan el efecto de distintos métodos de extracción sobre la composición química y la potencia antioxidante de los extractos de Rosmarinus officinalis L. Comparan tres métodos de extracción: extracción con fluidos supercríticos, extracción asistida por ultrasonidos (UAE) con el ultrasonicador Hielscher UIP1000hdT y extracción asistida por microondas (MAE).

Aspectos destacados del estudio:

• Los autores observaron que el método de extracción influía significativamente en la composición química y la potencia antioxidante de los extractos de romero. En comparación con las otras dos técnicas de extracción, con fluidos supercríticos y con microondas, la extracción asistida por ultrasonidos proporcionó los mejores resultados.
• El extracto ultrasónico de romero obtenido con etanol era muy rico en polifenoles.
• Con la sonicación se observó una mayor capacidad antioxidante con un tiempo de extracción breve (10 mins).

Protocolo de extracción ultrasónica de romero

La extracción asistida por ultrasonidos se realizó con un ultrasonicador de sonda utilizando un sonotrodo (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, véase la imagen inferior). Se introdujo una mezcla de romero en polvo y etanol absoluto (1:3 w/v) en un reactor de doble camisa y se expuso a ultrasonidos a 750 W durante 10 min. La temperatura de extracción se reguló a 25 °C. El extracto ultrasónico se centrifugó a 4000 rpm durante 10 min. Se retiró el sobrenadante y se concentró al vacío mediante un evaporador rotatorio de vacío.

Montaje de extracción ultrasónica con el ultrasonicador de sonda Hielscher UIP1000hdT para la extracción de compuestos botánicos por lotes.
(imagen: © Petigny et al., 2013)

En concreto, la extracción ultrasónica produjo extractos con mayores concentraciones de compuestos fenólicos totales, flavonoides y carotenoides, así como una mayor actividad antioxidante, en comparación con la maceración. Además, la extracción ultrasónica fue más eficiente y produjo mayores rendimientos de extracto en menos tiempo.
Los autores concluyen que la elección del método de extracción es un factor importante que debe tenerse en cuenta al producir extractos de romero para su uso en las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica. La extracción ultrasónica es un método de extracción prometedor que puede producir extractos más potentes y eficientes con mayores rendimientos.
El equipo de investigación concluyó que «entre los extractos estudiados, el romero extraído mediante ultrasonidos presentó una mayor actividad antioxidante según ambos ensayos de actividad antioxidante. Esto se relacionó con el mayor contenido fenólico total y, en particular, con los contenidos de ácido carnósico y ácido rosmarínico. Además, al ensayarse en fibroblastos humanos expuestos a estrés oxidativo, nuestro extracto ultrasónico mostró una fuerte actividad antioxidante en comparación con el ácido gálico y la N-acetilcisteína. Por tanto, con el objetivo de sustituir los antioxidantes sintéticos, nuestro extracto de romero preparado mediante ultrasonidos, una fuente natural de antioxidantes, puede ser de interés para diversas aplicaciones industriales».

Actividad antioxidante de los extractos de romero. Columnas azules: a 60 °C utilizando agua destilada; columnas naranjas: después del tratamiento ultrasónico.
(estudio y gráfico: Suchkova et al., 2021)

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