Extracción ultrasónica de compuestos activos de subproductos de la uva y del vino

Las uvas (Vitis vinifera) y los subproductos de la vid y del vino son ricos en polifenoles y otras sustancias bioactivas, compuestos valiosos para la producción de suplementos medicinales y nutricionales. La extracción ultrasónica permite aislar de forma sencilla y muy eficiente compuestos derivados de la uva y de la vid (p. ej., orujos de uva, semillas, hojas, tallos, lee). La extracción asistida por ultrasonidos es rápida y fiable, y supera a otros métodos de extracción gracias a sus mayores rendimientos, condiciones de extracción más suaves, tiempos de extracción más cortos y menores costes.

Extracción ultrasónica de fitoquímicos de la uva y de la vid

Los subproductos de los viñedos y del proceso de elaboración del vino incluyen pulpa de uva, orujos (pieles y semillas), lías, hojas de vid, tallos y sarmientos, que representan hasta un 30−40% w/w de sólidos y que, en su mayoría, se desechan como residuos sin aprovecharse. Al descubrir la riqueza en polifenoles y otros compuestos bioactivos de estos subproductos de la uva y del vino, la industria utiliza cada vez más estos materiales vegetales para producir extractos valiosos. El resveratrol, las antocianidinas, la proantocianidina, quercitin y otras sustancias presentes en las uvas y en la vid (Vitis vinifera) ya se consumen ampliamente como suplementos medicinales y nutricionales. Como fuente de compuestos beneficiosos para la salud, los extractos de subproductos de Vitis vinifera se utilizan en las industrias farmacéutica y alimentaria y, al mismo tiempo, contribuyen a una agricultura sostenible. La extracción ultrasónica facilita la liberación de los compuestos bioactivos de la uva y de sus subproductos. La extracción asistida por ultrasonidos es una técnica de extracción consolidada desde hace mucho tiempo, utilizada para obtener compuestos de uso farmacéutico y alimentario. Proporciona rendimientos de extracción muy elevados mediante un procedimiento breve y funciona con cualquier disolvente (p. ej., agua, etanol, isopropanol, hexano, etc.).

Extracción ultrasónica de polifenoles de semillas de uva

Las semillas de uva son ricas en proantocianidinas y, por tanto, constituyen una excelente fuente para producir extractos de proantocianidinas destinados a suplementos medicinales y nutricionales. Thilakarathna y Rupasinghe (2022) demostraron la mayor eficiencia de la ultrasonicación a temperaturas elevadas y controladas, que dio lugar a mayores rendimientos de proantocianidinas y a un tiempo de extracción significativamente más corto (¡ultrasonidos: 53 min. frente a extracción convencional con disolventes: 150 h!).
La aplicación de calor y ultrasonicación redujo significativamente el tiempo de extracción (tiempo de sonicación de 53 min) y la cantidad necesaria de etanol acuoso (10,14:1 v:w), al tiempo que aumentó considerablemente el rendimiento de PAC (16,1 mg CE/g FW frente a 26,6, valor previsto en mg CE/g FW). Las condiciones óptimas finales fueron un 47% de etanol, una relación de 10:1 s:s (v:w), un tiempo de sonicación de 53 min y una temperatura de extracción de 60◦C.

Producción eficiente de extracto de hojas de vid mediante sonificación

Las hojas de la vid común (Vitis vinifera) son ricas en reseveratrol, antocianidinas, quercetina, isoquercetina y muchos otros compuestos bioactivos, que suelen administrarse en forma de extracto con fines medicinales y de salud.
Se ha demostrado que la extracción ultrasónica proporciona altos rendimientos de extracto de espectro completo de hojas de vid, lo que hace que el proceso de extracción sea muy eficiente. Se ha demostrado que el etanol acuoso es el disolvente preferible para los extractos de vid, ya que posee una excelente capacidad para disolver las moléculas objetivo y no presenta toxicidad. El proceso de extracción mediante ultrasonidos solo tarda unos minutos y puede realizarse tanto por lotes como en modo de flujo continuo.
Por ejemplo, el resveratrol extraído de hojas de vid mediante ultrasonidos puede purificarse utilizando una columna de carbono mesoporoso, que aumenta la pureza del resveratrol de 2,1 a 20,6%. (cf. Sun et al., 2018)

Extracción ultrasónica de estilbenoides de tallos de vid

El protocolo de extracción ultrasónica de Piñeiro et al. (2013) permite una elevada recuperación de estilbenos como trans-resveratrol, ε-viniferina, piceatanol y vitisina B, que se encuentran principalmente en los sarmientos y tallos de vid.

Resumen gráfico del estudio sobre la extracción ultrasónica de estilbenoides de tallos de vid.
(Estudio e imagen: Piñeiro et al., 2013)

Con el ultrasonicador UP200S (200 W, 24 kHz), los principales estilbenoides presentes en los tallos de vid pueden extraerse en 15 min, utilizando una temperatura de extracción de 75 °C y etanol al 80% como disolvente de extracción, sin necesidad de una etapa de limpieza con disolvente orgánico. El método optimizado permitió analizar de forma sencilla y eficaz el contenido de estilbenoides de 22 muestras de tallos de vid.

Gráfico de efectos principales sobre la recuperación media (área 10.000−1) mediante extracción ultrasónica con el UP200S, aplicando diversos parámetros: piceatanol (a), trans-resveratrol (b), ε-viniferina (c) y vitisina-B (d).
(Estudio y gráficos: Piñeiro et al., 2013)

Cromatograma HPLC-DAD correspondiente al extracto de referencia enriquecido en estilbenoides.
(Estudio y gráficos: Piñeiro et al., 2013)

Procesadores ultrasónicos de alto rendimiento para la extracción de la uva y de la vid

Los extractores de Hielscher Ultrasonics están plenamente consolidados en el ámbito de la extracción vegetal, independientemente del material vegetal o del disolvente utilizado. Los productores de extractos –tanto los fabricantes exclusivos de extractos de pequeña producción como los productores a gran escala– encuentran en la amplia gama de equipos de Hielscher el equipo de extracción ultrasónica ideal para sus necesidades de producción. Las configuraciones para procesos por lotes y para procesos continuos en línea están disponibles de inmediato y pueden enviarse el mismo día.

Extracción de alta eficiencia con ultrasonicadores Hielscher

Los extractores ultrasónicos de Hielscher rompen eficientemente las células vegetales, aumentan la superficie del material vegetal para facilitar la penetración del disolvente y mejoran la transferencia de masa, lo que permite una liberación rápida y completa de los fitoquímicos (metabolitos secundarios). Diseñados para facilitar su uso, los extractores de Hielscher se instalan rápidamente y pueden manejarse de forma segura e intuitiva.
 
La siguiente tabla ofrece una orientación sobre la capacidad aproximada de procesamiento de nuestros ultrasonicadores: