Extracción ultrasónica de polifenoles de Baggibuti (Stachys parviflora)

Los extractos de la planta Baggibuti (Stachys parviflora L.) se valoran como medicina a base de hierbas utilizada como tratamiento de los calambres, la artralgia, la epilepsia, la enfermedad de la caída y la dracunculosis. Los extractores ultrasónicos se aplican con éxito para el aislamiento de polifenoles y otros fitoquímicos de Stachys parviflora.

¿Qué hace que la extracción por ultrasonidos sea superior? – El principio de funcionamiento & Ventajas de los ultrasonidos de potencia

Bioactive compounds such as polyphenols, flavonoids, terpenes, and other secondary metabolites can be successfully extracted from species of the Stachys genus, eg. Stachys parviflora.Cuando se quieren aislar compuestos bioactivos (es decir, fitoquímicos, metabolitos secundarios) de productos botánicos, hay que alterar las estructuras celulares del material vegetal para liberar los compuestos objetivo. La extracción por ultrasonidos es un método muy eficaz para aislar la cantidad completa de fitoquímicos de productos botánicos (por ejemplo, Stachys parviflora, hierbas, etc.) en un proceso de extracción rápido. La aplicación de ultrasonidos de alta potencia produce fuertes efectos de cavitación, perturbaciones/turbulencias, y una corriente de líquido de alta velocidad. Estas fuerzas ultrasónicas promueven la disrupción celular y la mezcla a nivel macro y micro. Además, la penetración del disolvente, la disolución de los compuestos bioactivos y la transferencia de masa mejoran considerablemente. Esto hace que la extracción asistida por ultrasonidos sea muy eficaz, lo que da lugar a rendimientos de extracto superiores en un tiempo de proceso rápido.

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Ultrasonic extraction is a simple, efficient and rapid technique to isolate essential oils, polyphenols, flavonoids and other bioactive metabolites from botanicals such as Stachys parviflora (baggibuti)

Extractor ultrasónico UP400St (400W, 24kHz) con agitador para la extracción de metabolitos bioactivos de productos botánicos como el Stachys parviflora (también conocido como baggibuti).

Los beneficios de los fitoquímicos del Baggibuti (Stachys parviflora)

Stachys parviflora L., comúnmente conocida como "Baggibuti", es una especie de Lamicae. Los compuestos de Stachys parviflora, como los iridoides, los flavonoides, los ácidos fenólicos y los diterpenoides, son metabolitos secundarios conocidos por sus propiedades antinefríticas, antiinflamatorias, antirradicales y antimicrobianas.

Extracción ultrasónica de compuestos bioactivos del Baggibuti (Stachys parviflora)

La extracción ultrasónica, también conocida como extracción asistida por ultrasonidos (EAU), es una tecnología científicamente probada e industrialmente establecida para el aislamiento de compuestos bioactivos como polifenoles, flavonoides, terpenos y muchos otros metabolitos secundarios de productos botánicos.

Extracción de Baggibuti (Stachys parviflora): Principio de trabajo y protocolo

La extracción por ultrasonidos es una técnica de extracción suave, no térmica, pero muy eficaz, que se basa únicamente en fuerzas mecánicas. De este modo, los compuestos botánicos sensibles se preservan contra la degradación térmica, pero los rendimientos de los extractos obtenidos por ultrasonidos son excepcionalmente altos y de calidad superior.

Ultrasonidos de alta potencia para la extracción

l mecanismo de intensificación de la extracción mediante ultrasonidos de baja frecuencia y alta intensidad se atribuye principalmente al fenómeno de la cavitación acústica. Cuando las burbujas de cavitación colapsan en la superficie del material botánico, la erosión y la sonoporación rompen la matriz de las células vegetales (como la de Stachys parviflora), lo que provoca la destrucción de la estructura celular y la liberación de sustancias intracelulares como los polifenoles y otros fitoquímicos. La transferencia de masa así intensificada facilita la liberación de moléculas como proteínas, lípidos y fitoquímicos.
Las fuerzas de cizallamiento generadas por los ultrasonidos mejoran la penetración del disolvente en la matriz celular de la materia botánica y mejoran la permeabilidad de las membranas celulares, respectivamente. Estos mecanismos de los ultrasonidos de potencia son responsables de la importante intensificación del proceso que se consigue cuando se aplica la ultrasonicación para la extracción botánica.

Ultrasonication promotes the isolation of phytochemicals from Stachys parviflora

MEB de la superficie de Stachys parviflora, (a) muestra sin tratar, (b) maceración, (c) extracción optimizada asistida por ultrasonidos (EAU) (UP200Ht(4 minutos de tratamiento, 74,5% de alta intensidad y 74,2% de pureza del disolvente)
Estudio e imagen: ©Salarbashi et al., 2016

Protocolo de extracción por ultrasonidos de los fenoles del Baggibuti

El equipo de investigación de Salarbashi extrajo compuestos polifenólicos de las hojas de Stachys parviflora utilizando el extractor ultrasónico UP200Ht (200W, 26kHz). Para el estudio comparativo de la extracción por ultrasonidos y la maceración, las partes aéreas secas (recogidas durante la fase de floración) de S. parviflora se molieron hasta obtener un polvo con un tamaño medio de partícula inferior a 149µm. La extracción botánica se realizó a la temperatura de 35°C, pH natural, utilizando metanol (60, 80 y 100 % (v-1)) como disolvente durante intervalos de tiempo de 4, 7 y 10 minutos.
Para la extracción por ultrasonidos, se utilizó el ultrasonido tipo sonda UP200Ht de Hielscher (200W, 26kHz). La amplitud del extractor ultrasónico UP200Ht se ajustó al 100%. La intensidad del tratamiento ultrasónico fue de 21,8346 Wcm-2 al 100% de amplitud.
Los resultados del análisis del extracto producido por ultrasonidos revelaron que el contenido total de flavonoides (TFC) de los extractos aumentaba linealmente con el tratamiento ultrasónico, mientras que el tiempo de extracción tenía el efecto contrario sobre el TFC. El mayor contenido total de flavonoides se obtuvo con una duración de ultrasonidos de 4min. (t = 4 min).
El ácido cafeico, el ácido tánico, la quercetina, el ácido trans ferúlico y el ácido rosmarínico se encontraron como compuestos fenólicos principales en el extracto producido por ultrasonidos.
Basándose en las imágenes de SEM, es claramente visible que la ultrasonicación y su cavitación acústica resultante juegan definitivamente un papel importante en la disrupción eficaz de la pared celular y la estructura del material vegetal, y el rendimiento de la extracción se ve reforzado por las vibraciones ultrasónicas y la micro-corriente cavitacional. Mediante estos efectos inducidos por los ultrasonidos de potencia, la extracción asistida por ultrasonidos mejora el proceso de hinchamiento y ablandamiento de las paredes celulares a través de la hidratación del material pectinoso de la lámina media. En consecuencia, la matriz de las células vegetales se rompe, lo que posteriormente conduce a una liberación mucho más rápida y eficiente de los metabolitos bioactivos que en otros métodos de extracción clásicos. Las imágenes de SEM revelan que la eficiencia de la extracción ultrasónica de los compuestos fenólicos. Como método de extracción suave y no térmico, la sonicación da lugar a actividades antioxidantes y antimicrobianas superiores que superan a los extractos producidos por técnicas de extracción convencionales.
(cf. Salarbashi et al., 2016)

Ultrasonic extraction is highly efficient for the isolation of caffeic acid, tannic acid, quercetin, trans ferulic acid and rosmarinic acid Stachys parviflora (Baggibuti).

Cromatograma de HPLC del extracto de Stachys parviflora, que se aisló en condiciones optimizadas de extracción asistida por ultrasonidos
Estudio e imagen: ©Salarbashi et al., 2016

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Beneficios de la extracción ultrasónica de Stachys parviflora

  • mayor rendimiento
  • Calidad superior
  • Extracción rápida
  • Elija su disolvente preferido
  • Sin degradación térmica
  • Trabaja con material botánico fresco y seco
  • Condiciones controlables con precisión
  • rentable

Ultrasonidos de alto rendimiento y de última generación para la extracción de Stachys parviflora

Ultasonically intensified extraction results in significantly increased rates and yields of botanical extracts.Las funciones inteligentes de los ultrasonidos de Hielscher están diseñadas para garantizar un funcionamiento fiable, resultados reproducibles y facilidad de uso. Los ajustes de funcionamiento son fácilmente accesibles y se marcan a través de un menú intuitivo, al que se puede acceder mediante una pantalla táctil digital en color y un mando a distancia con navegador. Así, todas las condiciones de procesamiento, como la energía neta, la energía total, la amplitud, el tiempo, la presión y la temperatura, se registran automáticamente en una tarjeta SD integrada. Esto le permite revisar y comparar los procesos de sonicación anteriores y optimizar la extracción de aceite esencial de Stachys parviflora (baggibuti) con la máxima eficacia.
Los sistemas de ultrasonidos de Hielscher se utilizan en todo el mundo para la fabricación de extractos botánicos de alta calidad. Los ultrasonidos industriales de Hielscher pueden funcionar fácilmente con altas amplitudes en funcionamiento continuo (24/7/365). Amplitudes de hasta 200µm pueden ser fácilmente generadas de forma continua con sonotrodos estándar (sondas ultrasónicas / cuernos). Para amplitudes aún mayores, hay disponibles sonotrodos ultrasónicos personalizados. Debido a su robustez y a su bajo mantenimiento, nuestros sistemas de extracción por ultrasonidos se instalan habitualmente en aplicaciones pesadas y en entornos exigentes.

Póngase en contacto con nosotros para saber más sobre la extracción botánica por ultrasonidos, nuestros sistemas de extracción por ultrasonidos e información sobre los precios. Nuestro experimentado personal estará encantado de hablar con usted sobre su aplicación y requisitos de procesamiento.

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
n.a. 10 a 100 L/min UIP16000
n.a. mayor Grupo de UIP16000

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Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento para aplicaciones de mezcla, dispersión, emulsificación y extracción a escala de laboratorio, piloto e industrial.

Literatura / Referencias




High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento de laboratorio a tamaño industrial.