Extracción ultrasónica de hierbas medicinales

Las hierbas, las especias y otros materiales vegetales son ricos en compuestos fitoquímicos, componentes muy valorados en los productos medicinales y nutricionales. La sonicación rompe la estructura celular y libera los compuestos bioactivos, lo que permite obtener mayores rendimientos y velocidades de extracción más altas. Al ser un proceso no térmico, la sonicación es una técnica de extracción suave que evita la degradación térmica del extracto. Estas características hacen de los extractores ultrasónicos de sonda una técnica de extracción superior para obtener extractos botánicos de alta calidad.

Extracción ultrasónica de antioxidantes

Los antioxidantes son compuestos bioactivos que captan radicales y se encuentran en las plantas. Los antioxidantes, como la vitamina C, la vitamina E, los tioles, etc., son sustancias farmacológicamente activas que se utilizan para mejorar la salud y tratar enfermedades.
Gracias a su elevada eficiencia, la extracción ultrasónica permite utilizar una gama muy amplia de materias primas para aislar antioxidantes. Además de plantas como hierbas, frutas y verduras, también se pueden extraer por ultrasonidos antioxidantes de alta calidad a partir de materiales de escaso valor o residuos, como cascarillas, tallos, semillas, cortezas, pepitas, raíces, etc.

En este vídeo se demuestra la extracción ultrasónica de lúpulo (humulus lupulus). Con el sonicador UP200Ht se extraen cariofileno y otros compuestos.

Extracción ultrasónica de adaptógenos

Los adaptógenos, como los taninos, son moléculas polifenólicas, a menudo astringentes, conocidas por su capacidad para aumentar la tolerancia al estrés de las células de mamíferos. Estas moléculas quedan atrapadas en las células vegetales. Para obtener adaptógenos con una alta biodisponibilidad, es necesario liberar las moléculas del material vegetal. La ruptura celular ultrasónica abre las células al romper sus paredes y aumentar la transferencia de masa entre el interior celular y el disolvente circundante. Gracias a su mecanismo de acción altamente eficaz, la sonicación es un método fiable y eficiente para aislar adaptógenos de alta calidad con elevados rendimientos.

¿Por qué utilizar un sonicador para la extracción de hierbas medicinales?

Los sonicadores de sonda son una tecnología consolidada para obtener extractos de hierbas de alta calidad de forma sencilla y muy eficaz. En la industria de los extractos de hierbas, la sonicación es el método de extracción preferido para producir extractos botánicos gracias a varias características ventajosas que hacen que la técnica ultrasónica sea muy eficaz y eficiente. Veamos algunas de las principales razones:

Mayor eficiencia de extracción: La sonicación con sonda utiliza ondas sonoras de alta frecuencia transmitidas directamente a través de una sonda sumergida en el medio de extracción. Estas ondas ultrasónicas generan burbujas de cavitación que se expanden y colapsan rápidamente cerca de la superficie de las hierbas medicinales. Este fenómeno crea una intensa agitación localizada y microcorrientes que mejoran significativamente la transferencia de masa de los compuestos bioactivos desde la hierba al disolvente. Como resultado, se extraen eficientemente más componentes bioactivos que con los métodos de extracción tradicionales, lo que permite obtener mayores rendimientos de compuestos medicinales.

Menor tiempo de extracción: La sonicación acelera el proceso de extracción al favorecer una difusión rápida y eficiente de los solutos. La intensa agitación causada por la cavitación permite que el disolvente penetre más a fondo en la matriz de la hierba, lo que reduce el tiempo de extracción necesario. En comparación con los métodos convencionales, como la maceración o la percolación, que pueden tardar varias horas o incluso días, la sonicación puede alcanzar eficiencias de extracción similares en un periodo mucho más corto, a menudo en cuestión de minutos.

Conservación de los compuestos bioactivos: La sonicación con sonda funciona a temperaturas más bajas que las técnicas de extracción convencionales que implican temperaturas elevadas o tiempos de exposición prolongados. Esta ventaja evita la degradación de los compuestos bioactivos termosensibles presentes en las hierbas medicinales, lo que garantiza un extracto más potente y de mayor valor terapéutico.

Selectividad: La sonicación se puede ajustar a frecuencias y niveles de potencia específicos, lo que permite extraer selectivamente los compuestos de interés de las hierbas medicinales. Al optimizar los parámetros de sonicación, es posible extraer preferentemente determinados componentes bioactivos y obtener extractos con una mayor concentración de las propiedades medicinales deseadas.

Escalabilidad y facilidad de uso: Los sistemas de sonicación con sonda son escalables y se pueden adaptar fácilmente tanto a pequeñas extracciones a escala de laboratorio como a aplicaciones industriales a gran escala. La técnica es relativamente sencilla de implementar y no requiere equipos complejos, lo que la hace accesible y práctica en diversos entornos.

Respetuosa con el medio ambiente: En comparación con algunos métodos de extracción tradicionales que utilizan disolventes orgánicos y grandes volúmenes de agua, la sonicación generalmente requiere menos disolvente y reduce el tiempo total de extracción. Esto permite un proceso de extracción más respetuoso con el medio ambiente y sostenible, con una menor generación de residuos.

En conjunto, la sonicación con sonda se ha convertido en el método de extracción preferido para producir extractos de hierbas medicinales gracias a su capacidad para proporcionar mayores rendimientos de extracción, tiempos de extracción más cortos, una mejor selectividad y la conservación de los compuestos bioactivos. Estas características la convierten en una herramienta valiosa en el ámbito de la fitoterapia y la investigación de productos naturales.

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.

Ventajas:

Alto rendimiento
Alta calidad
Biodisponibilidad superior
Proceso suave
Extracción rápida
Proceso seguro
Sin disolventes o con disolventes suaves
Manejo sencillo

Sistemas de extracción ultrasónica para extractos de hierbas

Hielscher Ultrasonics cuenta con muchos años de experiencia en procesos de extracción ultrasónica de materiales botánicos para las industrias alimentaria, farmacéutica y cosmética. Desde equipos compactos de ruptura celular ultrasónica para laboratorio y producción a pequeña escala hasta extractores ultrasónicos comerciales completos para producir grandes volúmenes de extractos, Hielscher Ultrasonics ofrece toda la gama de sonicadores y, por tanto, el sonicador más adecuado para su aplicación. Todos los sonicadores Hielscher son muy robustos y están diseñados para funcionar 24/7 a plena carga. Los sonicadores industriales de Hielscher Ultrasonics pueden proporcionar amplitudes muy altas. Se pueden mantener fácilmente amplitudes de hasta 200 µm de forma continua durante el funcionamiento 24/7. Para amplitudes aún mayores, se ofrecen sonotrodos ultrasónicos personalizados.
Las funciones de software inteligentes, como el control digital, el registro automático de datos, el control remoto mediante navegador y el ajuste automático de frecuencia, garantizan una sonicación fiable y una salida continua. Una amplia gama de accesorios, que incluye sonotrodos (sondas / bocinas / puntas ultrasónicas) de diferentes tamaños y formas, celdas de flujo de diversos tamaños y geometrías, bocinas amplificadoras y sensores de temperatura y presión, permite configurar un sistema de sonicación óptimo.
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Bibliografía / Referencias

Bashi, D.S. et al. (2016): Evaluation, prediction and optimization the ultrasound-assisted extraction method using response surface methodology: antioxidant and biological properties of Stachys parviflora L. Iran J Basic Med Sci. 19(5), 2016. 529–541.
Hashemi, S.M.B. et al. (2016): The Effects of Amplitudes Ultrasound-Assisted Solvent Extraction and Pretreatment Time on the Yield and Quality of Pistacia Khinjuk Hull Oil. J. Oleo Sci. 65, (9), 2016. 733-738.
Yu, X. et al. (2016): Ultrasound enhanced aqueous extraction from rapeseed green biomass for polyphenol and protein valorization. Comptes Rendus Chimie Vol. 19, Issue 6, 2016. 766-777.

Información de interés

Antioxidantes

El polvo de henna obtenido de hojas de henna secas y maceradas es la materia prima para la extracción ultrasónica de lawson y otros compuestos bioactivos. Un antioxidante se define como una molécula que inhibe la reacción de oxidación y evita así el proceso de degradación de otras moléculas. La oxidación es una reacción química que produce radicales libres y desencadena reacciones en cadena que pueden provocar daños celulares. Los antioxidantes, como los tioles o el ácido ascórbico (vitamina C), detienen estas reacciones oxidativas en cadena.
Los antioxidantes se utilizan ampliamente como conservantes en productos alimentarios para actuar como compuestos fitoquímicos contra su deterioro. Por ejemplo, se añaden antioxidantes a los alimentos y a los aceites ricos en grasas insaturadas, ya que los ácidos grasos insaturados son propensos a la degradación oxidativa, que provoca el enranciamiento del aceite.

Adaptógenos

Los adaptógenos o compuestos adaptogénicos son moléculas que favorecen la homeostasis, lo que significa que disminuyen la sensibilidad de las células al estrés. Los adaptógenos se encuentran en hierbas y vegetales, por ejemplo, ginseng, schisandra, cordyceps, ashwagandha, rhaponticum, jiaogulan, regaliz, rhodiola, albahaca sagrada, astrágalo, reishi y maca.
Administrados como sustancias farmacológicamente activas (como fármacos o suplementos), los adaptógenos son conocidos por sus efectos de mejora del rendimiento, antidepresivos, calmantes o estimulantes de la vigilia. El efecto depende de la sustancia adaptogénica específica que se administre. Para mejorar el rendimiento, se utilizan con éxito plantas como ashwangadha y moringa, mientras que el hongo cordyceps, jiaogulan y rhaponicum son conocidos como adaptógenos antienvejecimiento. Para reducir el estrés y la ansiedad, se utilizan adaptógenos procedentes del ginseng, la albahaca sagrada, el reishi o la schisandra.
Los adaptógenos destinados a la suplementación y al uso médico se preparan principalmente como tónicos o cápsulas.