Extracción ultrasónica de hierbas ayurvédicas

Las hierbas y especias contienen numerosos compuestos bioactivos que se utilizan como remedios y agentes terapéuticos en las prácticas del Ayurveda. La ultrasonicación es una técnica de extracción superior para producir extractos de alta calidad. Las ventajas de la extracción ultrasónica son sus rendimientos muy elevados, la rapidez de extracción y un tratamiento suave y no térmico que permite obtener compuestos bioactivos intactos.

¿Por qué utilizar la extracción ultrasónica?

La extracción ultrasónica es una técnica suave y no térmica basada en la cavitación. Los sonicadores Hielscher permiten controlar con precisión todos los parámetros de sonicación, como la amplitud, la temperatura, la presión y la intensidad. Esto garantiza que los compuestos extraídos no se degraden durante el proceso de extracción, lo cual es fundamental para la extracción y preparación de tinturas medicinales.
Los compuestos bioquímicos liberados mediante ultrasonidos son de alta calidad y presentan una biodisponibilidad extraordinaria. La extracción asistida por ultrasonidos aumenta el rendimiento y reduce el tiempo de extracción. Otras ventajas importantes son las bajas temperaturas de proceso (por ejemplo, 20℃, una temperatura considerablemente inferior a la de la extracción tradicional) y el uso de disolventes ecológicos (por ejemplo, agua y etanol).

En esta presentación le introducimos en la fabricación de extractos vegetales. Explicamos los retos de producir extractos vegetales de alta calidad y cómo un sonicador puede ayudarle a superarlos. Esta presentación le mostrará cómo funciona la extracción ultrasónica. Conocerá los beneficios que puede esperar del uso de un sonicador para la extracción y cómo integrar un extractor ultrasónico en su producción de extractos.

Fitoquímicos nanoformulados en productos ayurvédicos

Para conseguir la máxima biodisponibilidad, los fitocompuestos de las hierbas deben tener un tamaño molecular que permita su transporte al interior de las células humanas. Los fitosomas (farmacosomas) son complejos fosfolipídicos farmacológicos en los que se incorporan las sustancias bioactivas de la hierba. Los fitosomas pueden formularse como suspensiones, liposomas, emulsiones, microdispersiones/nanodispersiones acuosas, cremas, lociones, geles, píldoras, cápsulas, polvos, gránulos o comprimidos. Con la tecnología de extracción y formulación ultrasónica, la preparación ideal de sustancias de alta biodisponibilidad puede integrarse fácilmente en la producción.
Para hierbas y materias vegetales como el cardo mariano, el ginkgo biloba, las semillas de uva, el té verde, el espino blanco y el ginseng, ya se ha demostrado científicamente que la administración en formas nanométricas, como nanopartículas poliméricas, liposomas, micelas, nanoesferas, nanocápsulas, nanopartículas lipídicas sólidas y nanoemulsiones, es considerablemente más eficaz.

Ventajas:

Alta calidad
Alto rendimiento
Extracción rápida
Tratamiento suave y no térmico
Mayor estabilidad
Proceso estandarizado
Seguro
Fácil de manejar
CIP / SIP

Preparación ultrasónica de tónicos ayurvédicos

En el Ayurveda y la medicina asiática, las hierbas se utilizan principalmente en combinaciones de múltiples preparados vegetales, que constituyen fórmulas estandarizadas pero personalizables. Estas formulaciones de hierbas y especias ayurvédicas suelen combinarse en un tónico concentrado o un aceite aromático para obtener un medicamento de gran eficacia. (Una formulación muy destacada es Triphala, compuesta por Amalaki, Haritaki y Bibhitaki).
Además de tónicos, las hierbas y especias se preparan en forma de pastas de especias ayurvédicas que se utilizan para cocinar. Estas pastas de especias y salsas (por ejemplo, pasta de especias ayurvédica, salsa masala, chutneys, etc.) aportan un aroma maravilloso a las comidas y actúan al mismo tiempo como remedios.

Vea en el siguiente vídeo una comparación entre la extracción ultrasónica y la maceración convencional de hojas frescas de llantén menor en agua. La sonicación no solo produce un potente extracto de llantén menor en segundos, sino que el color del extracto también indica una diferencia de calidad. Mientras que el extracto ultrasónico presenta un color verde intenso, el extracto macerado durante 20 días tiene un color parduzco que apunta a una degradación oxidativa de los compuestos bioactivos.

En este breve vídeo comparamos la extracción ultrasónica en agua fría con el sonicador de sonda UP200Ht de Hielscher con la maceración tradicional durante 20 días. Mientras que la maceración convencional requiere semanas para extraer los compuestos bioactivos de las hojas frescas de llantén menor, la extracción ultrasónica con sonda los libera en apenas segundos. Al comparar el extracto obtenido mediante maceración tradicional con el extracto ultrasónico, se observa que el extracto sonicado presenta un color verde intenso, mientras que el extracto macerado muestra una tonalidad parduzca, lo que sugiere una degradación oxidativa de los compuestos bioactivos. El color verde intenso del extracto ultrasónico de llantén menor pone de manifiesto la mayor eficiencia de la tecnología ultrasónica para producir un extracto de espectro completo. La extracción ultrasónica de material vegetal es más rápida, más potente y más eficiente. La extracción ultrasónica de alta eficiencia con el UP200Ht produce un extracto de llantén menor de espectro completo.

Ultrasonidos de potencia para la extracción vegetal

Los ultrasonidos de alta intensidad son una técnica de procesamiento habitual en las industrias alimentaria, química y farmacéutica. La homogeneización, la emulsificación, la conservación y la extracción son procesos típicos que se benefician considerablemente de la sonicación. La ultrasonicación se utiliza para mezclar zumos, salsas y pastas y mejorar su estabilidad, así como para extraer compuestos de sabor y aroma y sustancias bioactivas como polifenoles, polisacáridos, antioxidantes, vitaminas y otros compuestos nutricionales o farmacológicos.
Los ultrasonidos de potencia son una tecnología de intensificación de procesos que supera a los métodos de extracción tradicionales, como la maceración, la hidrodestilación o Soxhlet, gracias a un mayor rendimiento, una mayor velocidad de extracción, condiciones de proceso suaves y una elevada calidad del extracto. Mediante el control y el ajuste de la intensidad de los ultrasonidos, los medicamentos a base de hierbas pueden prepararse como compuestos de tamaño submicrométrico y nanométrico – lo que garantiza la máxima biodisponibilidad.
Por ello, la sonicación es la técnica preferida para la preparación de medicamentos ayurvédicos modernos a base de hierbas.

Estandarización de la extracción

Con los sonicadores Hielscher puede controlar con precisión todos los parámetros importantes de extracción y los factores que influyen en ella. Esto ayuda a establecer un proceso de extracción estandarizado que permite producir extractos fiables y de alta calidad constante.

Equipos de extracción ultrasónica

Hielscher Ultrasonics es el fabricante líder de sistemas de extracción ultrasónica. Con miles de equipos de extracción ultrasónica instalados en todo el mundo, Hielscher es su socio de confianza tanto para los equipos como para el asesoramiento y el desarrollo de proyectos.
Nuestra gama de productos incluye sistemas ultrasónicos para volúmenes de proceso desde pequeños hasta muy grandes. Los accesorios, como distintos sonotrodos (sondas / bocinas ultrasónicas), amplificadores de amplitud y celdas de flujo, permiten configurar el proceso de forma óptima. Nuestro equipo de técnicos, ingenieros de procesos y bioquímicos con amplia experiencia le asesora y acompaña desde los estudios de viabilidad hasta el escalado y la instalación.

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Bibliografía / Referencias

Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
Sánchez-Hernández E., Balduque-Gil J., González-García V., Barriuso-Vargas J.J., Casanova-Gascón J., Martín-Gil J., Martín-Ramos P. (2023): Phytochemical Profiling of Sambucus nigra L. Flower and Leaf Extracts and Their Antimicrobial Potential against Almond Tree Pathogens. International Journal of Molecular Sciences, 2023.
Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsed Ultrasound-Assisted Extraction as an Alternative Method to Conventional Maceration for the Extraction of the Polyphenolic Fraction of Ribes nigrum Buds: A New Category of Food Supplements Proposed by The FINNOVER Project. Foods. 8. 466; 2019
Cares, M.G. et al. (2010): Ultrasonically assisted Extraction of bioactive principles from Quillaja Saponaria Molina. Physics Procedia 3, 2010. 169–178.
Liu, D. et al. (2011): Extraction of polyphenols from grape seeds by unconventional methods and extract concentration through polymeric membrane. ICEF 2011.
Mason, Th.; Chemat, F.; Vinatoru, M. (2011): The Extraction of Natural Products using Ultrasound or Microwave. Current Organic Chemistry Vol. 15, No. 2, 2011. 237-247.

Información de interés

La cavitación ultrasónica y sus efectos sobre la extracción

Cuando se acoplan ondas ultrasónicas de alta intensidad y baja frecuencia a líquidos o pastas, se produce cavitación. La cavitación ultrasónica o acústica es la
La cavitación ultrasónica perfora y rompe las paredes y membranas celulares, aumentando así la permeabilidad y la ruptura de las membranas celulares. Además, el disolvente puede penetrar en la célula y transportar aceites esenciales y compuestos bioactivos desde el interior celular hasta el disolvente circundante. De este modo, los compuestos bioquímicos atrapados en la célula se liberan en el disolvente circundante y pueden separarse posteriormente. La mejora de la transferencia de masa entre la célula vegetal y el disolvente (por ejemplo, agua, alcohol o etanol) permite producir extractos de alta potencia.
La extracción ultrasónica es una forma de extracción sólido-líquido y puede combinarse con otras técnicas de extracción, como hidrodestilación, Soxhlet, extracción con fluidos supercríticos (SFE), microondas, etc., para aumentar la capacidad de los equipos de extracción existentes y aprovechar los efectos sinérgicos de los ultrasonidos. Gracias a su extraordinario desempeño en cuanto a recuperación / rendimiento de extracción, velocidad de extracción y calidad del extracto, la sonicación es la técnica moderna para la fabricación de medicamentos ayurvédicos a base de hierbas. La extracción ultrasónica libera constituyentes fitoquímicos con alta biodisponibilidad y actividad antioxidante. En comparación con otros métodos de producción, la sonicación permite obtener los contenidos más elevados de fenoles, flavonoides, compuestos no flavonoides, clorofilas totales, carotenoides totales, terpenoides y fitoesteroles, así como la máxima capacidad de captación de radicales.

«El uso de ultrasonidos puede mejorar el proceso de extracción al aumentar la transferencia de masa entre el disolvente y el material vegetal. Además, el colapso de las burbujas de cavitación mejora la ruptura celular mediante la formación de microchorros debida al colapso asimétrico de las burbujas cerca de una superficie sólida. Esto permite que el disolvente penetre mejor en el propio tejido vegetal y también puede romper las paredes celulares. Por tanto, el empleo de ultrasonidos en la extracción vegetal ofrece ventajas como una mayor transferencia de masa, una mejor penetración del disolvente, una menor dependencia del disolvente utilizado, la extracción a temperaturas más bajas, mayores velocidades de extracción y mayores rendimientos de producto. Estas características hacen que la sonicación sea una opción atractiva para numerosas extracciones y, para el escalado, debe utilizarse en la propia unidad de extracción, donde el material vegetal está en contacto directo con el disolvente, por ejemplo, en la extracción de antioxidantes del romero». [Mason et al. 2011]

Efectos de la extracción ultrasónica

Mejora de la difusión
Mejora de la transferencia de masa
Ruptura de las células vegetales
Mejora de la penetración del disolvente
Efecto sonocapilar

¡La extracción ultrasónica también se utiliza para preparar tinturas espagíricas! ¡Obtenga más información sobre la preparación de tinturas espagíricas asistida por ultrasonidos, incluidos protocolos y recomendaciones!

Ayurveda

El Ayurveda es un enfoque holístico de la salud y el bienestar. Basada en conocimientos ancestrales sobre la interacción entre las hierbas y la salud, la práctica ayurvédica utiliza remedios naturales. El Ayurveda y el estudio de las hierbas están estrechamente relacionados: las propiedades medicinales y curativas de cientos de hierbas, especias y plantas forman parte del sistema terapéutico ayurvédico a base de hierbas. Los tónicos, aceites y mezclas ayurvédicos pueden administrarse por vía interna como medicamentos, suplementos o alimentos, así como aplicarse externamente sobre la piel (por ejemplo, aceites, lociones o ungüentos) o incluso mediante aromaterapia a través de la mucosa de las vías respiratorias.

Hierbas ayurvédicas

En la medicina tradicional se utilizan ampliamente remedios vegetales elaborados con hierbas, especias, raíces y flores.
Cada planta es conocida por sus efectos específicos, por ejemplo, mejorar la digestión, actuar como sustancia antiinflamatoria o antibacteriana, aliviar el dolor, mitigar problemas respiratorios, mejorar la salud general, etc.

La cúrcuma (Curcuma longa), el comino, el ajwain, el cilantro, el hinojo, el saunf, la menta, las semillas de mostaza, el clavo, la asafétida (hing), el fenogreco, la pimienta negra, el jengibre, el cardamomo, las hojas de laurel, la canela, la nuez moscada, la triphala y la cayena son materias vegetales populares que se utilizan para mejorar la digestión y el metabolismo. Se administran para depurar el organismo mediante la eliminación del ama (el subproducto de una mala digestión) y para prevenir o curar problemas digestivos.

Los fitoquímicos presentes en la ashwagandha (Withania somnifera), la albahaca sagrada, el regaliz y la cereza de invierno son conocidos por mejorar el rendimiento, la salud general y la longevidad al aumentar la energía, la fuerza y el bienestar. Conocidos como adaptógenos, estos fitoquímicos refuerzan la resistencia del organismo al estrés.
La cúrcuma es una de las plantas ayurvédicas más importantes. Contiene curcuminoides y curcumina. Estos compuestos son conocidos por sus múltiples beneficios para la salud humana, como la mejora de la función cerebral, una elevada actividad antioxidante, el alivio de las inflamaciones (por ejemplo, la artritis reumatoide) y la prevención del cáncer. La curcumina ha despertado gran interés en la medicina occidental tradicional y en la farmacología por su efecto contra el cáncer. Dado que tanto los curcuminoides como la curcumina son poco solubles en agua, deben encapsularse en liposomas. ¡Haga clic aquí para obtener más información sobre la encapsulación ultrasónica y la preparación de liposomas!
La moringa (también conocida como shigru o árbol de las baquetas) se utiliza por sus propiedades antifúngicas, antivirales y desintoxicantes. Rica en antioxidantes y vitamina A, la moringa se considera un superalimento.

La manjistha y el neem contienen sustancias desintoxicantes que depuran y purifican el organismo.
El melón amargo (Momordica charantia) y la nuez de betel se utilizan con éxito para tratar la resistencia a la insulina y la diabetes.
La albahaca sagrada (también conocida como Tulsi; Ocimum sanctum) se utiliza por sus efectos inflamatorios, antipiréticos y analgésicos.
Las semillas de kalonji, el árbol siris y son conocidos por sus efectos beneficiosos sobre el sistema respiratorio.

Hierbas ayurvédicas para doshas específicos

En el Ayurveda, cada persona se clasifica según su tipo de dosha. Existen tres tipos de dosha – Vata, Pitta y Kapha. Para cada tipo de dosha existen hierbas extraordinariamente beneficiosas. A continuación encontrará las hierbas y especias más importantes para cada tipo de dosha:
VATA: Ashwagandha, Triphala, jengibre, canela, comino
PITTA: Amalaki, Triphala, Yashtimadhu, Guduchi, Shatavari
KAPHA: Cúrcuma, Haritaki, Triphala, jengibre, clavo

Efecto sonocapilar

El efecto sonocapilar / efecto capilar ultrasónico es un ascenso anómalo de un líquido en un tubo capilar bajo la acción de los ultrasonidos. Dado que algunos componentes, como los aceites esenciales, se encuentran en el sistema capilar del material vegetal, cabe esperar que los ultrasonidos puedan ayudar a expulsarlos mediante el efecto sonocapilar. Es posible que algunos fenómenos eléctricos que acompañan al efecto sonocapilar también ejerzan una influencia. Este fenómeno podría mejorar la extracción de compuestos polares o iónicos, de forma similar a la electroforesis.