Extracción de romero mediante ultrasonidos de potencia

El romero es una hierba 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 pero muy eficaz para aislar compuestos bioactivos y aceites esenciales del romero y otras hierbas. La extracción ultrasónica proporciona un mayor rendimiento y una calidad superior del extracto en un tiempo de procesamiento corto.

Producción de extracto de romero con ultrasonidos

Los ultrasonidos son muy eficaces en la producción de extractos botánicos. El ultrasonido es una técnica de extracción suave, no térmica, que permite procesar y aislar con suavidad las delicadas moléculas bioactivas de las plantas. Como la sonicación sólo aplica fuerzas puramente mecánicas, se evita dañar las moléculas sensibles al calor. Esto permite preparar extractos de espectro completo que contienen numerosos compuestos bioactivos, que interactúan entre sí y dan lugar al denominado efecto séquito. Por ejemplo, el extracto ultrasónico de romero contiene grandes cantidades de moléculas bioactivas como el ácido carnósico, el carnosol, el ácido rosmarínico, el ácido oleanólico, el ácido ursólico, el alcanfor, el 1,8-cineol, el ácido p-cumárico y el ácido cafeico.
Para producir un extracto de romero, se aíslan compuestos bioactivos de las hojas en forma de aguja de la planta del romero (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). Se utiliza habitualmente como conservante natural y agente aromatizante en las industrias alimentaria y cosmética.
 

La extracción botánica ultrasónica proporciona mayores rendimientos. El Hielscher UIP2000hdT, 2000 vatios homogeneizador es lo suficientemente potente como para extraer lotes de 10 litros a 120 litros fácilmente.

Extracción ultrasónica de productos botánicos - Lote de 30 litros / 8 galones

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Sonda ultrasónica para la extracción de compuestos bioactivos y aceites esenciales de hierbas mediterráneas como el romero, el orégano y el tomillo.

Extractor ultrasónico UP400St para la extracción de compuestos bioactivos del romero.

 

El vídeo muestra un proceso de extracción con el sonicador de sonda UP400St de Hielscher para la extracción de romero cortado y seco en una mezcla de agua y etanol a bajas temperaturas. El UP400St de Hielscher es un procesador ultrasónico de alto rendimiento diseñado para diversas aplicaciones, como la preparación de muestras y los procesos de extracción.

Extracción de romero con un homogeneizador ultrasónico UP400St

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El extracto de romero contiene varios compuestos bioactivos, entre ellos 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 alimenticios, así como para proporcionar beneficios potenciales para la salud en suplementos dietéticos y remedios naturales.
En la industria alimentaria, el extracto de romero suele añadirse a carnes procesadas, productos horneados y aperitivos para prolongar su vida útil y evitar la oxidación. También se utiliza como aromatizante natural en salsas, aliños y adobos.
En la industria cosmética, el extracto de romero se utiliza en productos para el cuidado de la piel y el cabello por sus propiedades antioxidantes y antiinflamatorias, que pueden ayudar a proteger y nutrir la piel y el cabello. También se utiliza como fragancia natural y colorante en algunos productos cosméticos.

Ventajas de la extracción botánica por ultrasonidos

  • mayor rendimiento
  • extracción suave no térmica
  • menor tiempo de tramitación
  • evita los productos químicos tóxicos
  • menor consumo de disolventes
  • utilice el disolvente que prefiera
  • ahorro de energía
  • respetuoso con el medio ambiente
Las ondas ultrasónicas de alta intensidad generan cavitación acústica. La cavitación ultrasónica altera las paredes celulares y aumenta la transferencia de masa, favoreciendo así la extracción de metabolitos secundarios de los materiales vegetales.

Mecanismo de ruptura de la pared celular (a) ruptura de la pared celular por cavitación. (b) difusión del disolvente en la estructura celular.
(Gráfico adaptado de Shirsath et al., 2012)

¿Cómo funciona la producción de extracto de romero con un ultrasonido de sonda?

La producción de extracto de romero utilizando un ultrasonicador tipo sonda suele implicar 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 polvo de romero molido se mezcla con un disolvente, como etanol o agua, y la mezcla se somete a sonicación con un ultrasonido de sonda. El ultrasonicador utiliza ondas sonoras de alta frecuencia para crear burbujas de cavitación, que ayudan a descomponer el material vegetal y liberar los compuestos activos.
  3. Filtración: La mezcla se filtra para eliminar cualquier resto de materia vegetal, dejando un extracto líquido.
  4. Concentración: El extracto líquido se concentra utilizando 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 la atomización o la liofilización (liofilización), para producir un extracto en forma de polvo seco.
  6. Embalaje: A continuación, el polvo seco se envasa y se almacena en un lugar fresco y seco hasta que esté listo para su uso.

El uso de un ultrasonicador tipo sonda en el proceso de extracción permite una extracción más eficiente y eficaz de los compuestos activos de las hojas de romero, lo que da como resultado un extracto de mayor calidad con una mayor concentración de compuestos beneficiosos. Además, este método puede utilizarse a gran escala, por lo que resulta adecuado para la producción comercial. Los ultrasonidos de Hielscher permiten un control preciso de los parámetros del proceso y la ampliación lineal del proceso de extracción a cualquier volumen deseado.

Las ondas ultrasónicas generadas por un ultrasonicador tipo sonda mejoran significativamente el aislamiento de compuestos bioactivos de hierbas como el romero.

Extractor ultrasónico UIP1000hdT para la extracción por lotes de romero.

Homogeneizador ultrasónico UP400St para la extracción por lotes agitados de productos botánicos.

Extracción ultrasónica de productos botánicos - Lote de 8 litros - Ultrasonicator UP400St

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Superioridad científicamente probada de la extracción ultrasónica del romero

En su informe de investigación científica, Dhoubi et al. (2020) investigan el impacto de diferentes métodos de extracción en la composición química y la potencia antioxidante de los extractos de Rosmarinus officinalis L.. Comparan tres métodos de extracción: extracción con fluido supercrítico, extracción asistida por ultrasonidos (EAU) utilizando el ultrasonicador Hielscher UIP1000hdT, y extracción asistida por microondas (MAE).

Aspectos destacados del estudio:

  • Los autores descubrieron que el método de extracción afectaba significativamente a la composición química y a la potencia antioxidante de los extractos de romero. En comparación con las otras dos técnicas de extracción, extracción con fluido supercrítico y microondas, la extracción asistida por ultrasonidos dio los mejores resultados.
  • El extracto ultrasónico de romero con etanol era muy rico en polifenoles.
  • Con la sonicación, se observó una mayor capacidad antioxidante con un tiempo de extracción corto (10 minutos).

Protocolo de extracción ultrasónica del romero

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

Configuración de la extracción por ultrasonidos con el ultrasonidos tipo sonda UIP1000hdT de Hielscher para la extracción por lotes de productos botánicos.

Instalación de extracción por ultrasonidos con el Ultrasonidos con sonda Hielscher UIP1000hdT para la extracción por lotes de productos botánicos.
(foto: © 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 un método más eficaz, ya que produjo mayores rendimientos de extracto en menos tiempo.
Los autores concluyen que la elección del método de extracción es un factor importante a tener en cuenta a la hora de producir extractos de romero para su uso en la industria alimentaria, cosmética y farmacéutica. La extracción por ultrasonidos es un método de extracción prometedor que puede producir extractos más potentes y eficaces con mayores rendimientos.
El equipo de investigación concluyó que “Entre los extractos estudiados, el romero extraído por ultrasonidos mostró 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, probado en células humanas fibroblásticas expuestas a estrés oxidativo, nuestro extracto ultrasónico presentó una fuerte actividad antioxidante en comparación con el ácido gálico y la N-acetil cisteína. Así pues, con el fin de sustituir a los antioxidantes sintéticos, nuestro extracto de romero preparado por ultrasonidos, fuente natural de antioxidantes, puede resultar interesante para diversas aplicaciones industriales.”

La extracción ultrasónica del romero (Rosmarinus officinalis) proporciona mayores rendimientos de antioxidantes.

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

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Ultrasonidos de alto rendimiento para la extracción de romero y hierbas aromáticas

Hielscher Ultrasonics fabrica y suministra ultrasonicadores de alto rendimiento de cualquier potencia y tamaño. Nuestra cartera de homogeneizadores y extractores ultrasónicos abarca desde dispositivos portátiles de mano hasta sistemas de producción totalmente industriales para el procesamiento en línea de grandes volúmenes a escala comercial.

Diseño, fabricación y consultoría – Calidad Made in Germany

Los ultrasonidos de Hielscher son conocidos por sus elevados estándares de calidad y diseño. Su robustez y fácil manejo permiten una integración sin problemas de nuestros ultrasonidos en las instalaciones industriales. Los ultrasonidos de Hielscher soportan sin problemas las condiciones más duras y los entornos más exigentes.

Hielscher Ultrasonics es una empresa con certificación ISO y pone especial énfasis en los ultrasonidos de alto rendimiento con tecnología punta y facilidad de uso. Por supuesto, los ultrasonidos de Hielscher cumplen la normativa CE y los requisitos de UL, CSA y RoHs.
Póngase en contacto con nosotros Nuestro personal técnico, bien formado y con una larga experiencia, estará encantado de hablar con usted sobre su proceso de extracción y de recomendarle el extractor por ultrasonidos más adecuado.

En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

Volumen del lote Tasa de flujo Dispositivos recomendados
1 a 500 mL 10 a 200 mL/min. UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL/min. UP200Ht, UP400St
0,1 a 20 L 0,2 a 4 L/min UIP2000hdT
10 a 100 L 2 a 10 L/min UIP4000hdT
15 a 150L De 3 a 15 l/min UIP6000hdT
n.a. 10 a 100 L/min UIP16000
n.a. mayor Grupo de UIP16000

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Literatura / Referencias


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