Extracción ultrasónica de ajo sin disolventes

El ajo (Allium sativum) es rico en compuestos organosulfurados (p. ej., alicina y glutatión), que aportan numerosos beneficios para la salud. La extracción ultrasónica es una técnica fiable y eficiente para producir extractos de ajo altamente concentrados. La ultrasonicación permite obtener altos rendimientos de extractos de espectro completo y alta calidad en tiempos de extracción muy cortos.

Extractos de ajo de calidad superior mediante extracción ultrasónica

El uso de un sonicador de sonda para extraer alicina y compuestos organosulfurados del ajo ofrece varias ventajas, entre ellas altos rendimientos y una elevada calidad del extracto de ajo, un procesamiento rápido y un método sin disolventes y respetuoso con el medio ambiente. En conjunto, estos factores contribuyen a producir extractos de ajo de alta calidad con mayor bioactividad y una composición uniforme, lo que convierte esta técnica en el método preferido por investigadores e industrias que buscan productos derivados del ajo de calidad superior.
A continuación, analizamos en detalle los efectos beneficiosos de la extracción de ajo asistida por ultrasonidos:

• En primer lugar, un sonicador de sonda utiliza ondas ultrasónicas que se transmiten al medio de extracción a través de una sonda de titanio denominada sonotrodo. La energía mecánica de las ondas ultrasónicas genera burbujas de cavitación en el líquido y provoca su rápido colapso. Durante este proceso se producen intensas microturbulencias locales, así como cambios de presión y temperatura. Estas fuerzas favorecen la ruptura de las paredes celulares del ajo. Esta ruptura facilita la liberación de la alicina y otros compuestos organosulfurados atrapados en las células, lo que permite una extracción eficiente.
• En segundo lugar, el carácter controlado y preciso de la sonicación con sonda permite adaptar el proceso de extracción. Tanto los productores de extractos como los investigadores pueden ajustar parámetros como el tiempo de sonicación, la amplitud y la temperatura para optimizar las condiciones de extracción, maximizando así el rendimiento de alicina y compuestos organosulfurados y minimizando la degradación de los compuestos sensibles. Este nivel de control es fundamental para obtener extractos de alta calidad con una composición y una potencia uniformes.
• Además, el proceso de sonicación es relativamente rápido en comparación con los métodos de extracción tradicionales, como la maceración o la extracción Soxhlet. Esta eficiencia no solo ahorra tiempo, sino que también ayuda a conservar la frescura y la bioactividad de los compuestos extraídos. La menor duración de la extracción reduce la exposición del extracto de ajo al calor y al oxígeno, que pueden degradar los compuestos organosulfurados sensibles.
• Asimismo, la extracción ultrasónica es compatible con cualquier disolvente, incluidos disolventes suaves y respetuosos con el medio ambiente como el agua, el etanol acuoso o el alcohol. Esto es especialmente importante cuando el extracto de ajo se produce para utilizarlo como aditivo alimentario, aromatizante, complemento alimenticio, nutracéutico o producto farmacéutico, aplicaciones en las que debe evitarse el riesgo de contaminación por disolventes u otras sustancias químicas para garantizar la pureza y la seguridad del producto final.

Extracción ultrasónica de alicina en medio acuoso

La alicina es la molécula de tiosulfinato más abundante en el extracto de ajo. La alicina presenta efectos antibacterianos, antivirales, antifúngicos, antiprotozoarios, anticancerígenos e hipoglucemiantes, y también es conocida por favorecer la salud cardiovascular y el sistema inmunitario. Las actividades farmacológicas del ajo están relacionadas principalmente con reacciones de intercambio tiol-disulfuro con las proteínas que contienen grupos tiol.
Para producir extractos de ajo altamente concentrados con un elevado contenido de compuestos organosulfurados, la extracción ultrasónica es una técnica fiable y eficiente para aislar tioles y otras sustancias bioactivas del ajo. La sonicación libera los tioles del interior de las células del ajo y permite preparar un extracto de espectro completo de sus biomoléculas. Para la extracción ultrasónica del ajo puede utilizarse agua como disolvente, que es atóxica, económica y respetuosa con el medio ambiente.
 

Sección transversal de un diente de ajo antes y después de la sonicación
estudio e imágenes de Bose et al. 2014

Protocolos de extracción ultrasónica de alicina

Se han establecido varios protocolos para la extracción ultrasónica de ajo. En estudios científicos, varios equipos de investigación han demostrado que la sonicación permite obtener altos rendimientos de alicina, aliína, compuestos organosulfurados y otros fitoquímicos del ajo.
Arzanlou et al. (2010) describen la extracción ultrasónica de alicina de dientes de ajo utilizando agua como disolvente. Utilizaron 20 g de dientes de ajo triturados a mano. Sonicaron el ajo macerado en 600 mL de agua destilada durante 5 min, utilizando el Hielscher UP200S (200 vatios) con una amplitud del 100 %. Se utilizó un baño de hielo para disipar el calor. Tras la extracción ultrasónica, la pasta de ajo se prensó a través de una gasa de cinco capas. La suspensión se transfirió a un tubo de 50 mL y se centrifugó a 1258 g y 4ºC durante 20 min para separar los restos sólidos del líquido. El sobrenadante se transfirió a un tubo estéril de 50 mL, que se cerró herméticamente para su almacenamiento.

Bose et al. (2014) compararon la extracción ultrasónica con sonda con la maceración tradicional, la sonicación en baño y la extracción por microondas. Los resultados mostraron que la extracción ultrasónica con sonda proporcionó los mayores rendimientos de alicina.

Ismail et al. (2014) describen la extracción ultrasónica eficiente de cisteína y glutatión, biomoléculas que contienen azufre, a partir de bulbos de ajo. Aplicaron la extracción ultrasónica en medio acuoso para extraer tioles de bulbos de ajo utilizando un UP100H con un ajuste de amplitud del 100%. Determinaron que la concentración óptima de ajo era del 10% (w/v) para la extracción en un vaso de precipitados abierto. La cuantificación de los tioles se realizó mediante el método del reactivo de Ellman. Obtuvieron un rendimiento de extracto de 0,170mM de tioles. Los investigadores concluyen que la extracción ultrasónica en medio acuoso es un método sencillo, seguro y rentable para aislar tioles del ajo.
 
 

Sonicadores de alto rendimiento para la extracción de ajo

Los sistemas de extracción de Hielscher Ultrasonics se utilizan en todo el mundo en las industrias alimentaria y farmacéutica para la producción comercial de extractos vegetales de alta calidad empleados como aditivos alimentarios, complementos alimenticios y productos terapéuticos. Tanto si su objetivo es producir pequeños lotes de extractos de ajo como procesar grandes cantidades de extractos botánicos de alta calidad, Hielscher Ultrasonics dispone del extractor ultrasónico ideal para usted.

Ventajas competitivas de la extracción ultrasónica

Entre las principales ventajas de la extracción ultrasónica de compuestos bioactivos de materiales vegetales como el ajo se encuentran la reducción significativa del tiempo de extracción y procesamiento, su respeto por el medio ambiente gracias a la extracción en medio acuoso o al uso reducido de disolventes y a unas emisiones insignificantes de CO₂, el bajo consumo de energía y el funcionamiento sencillo y seguro de los sistemas ultrasónicos.

Estandarización de procesos con Hielscher Ultrasonics

Los extractos utilizados en alimentos o productos farmacéuticos deben producirse conforme a las buenas prácticas de fabricación (GMP) y con especificaciones de procesamiento estandarizadas. Los sonicadores digitales de Hielscher Ultrasonics incorporan software inteligente que facilita la configuración y el control preciso del proceso de sonicación. El registro automático de datos guarda en la tarjeta SD integrada todos los parámetros del proceso ultrasónico, como la energía ultrasónica (energía total y neta), la amplitud, la temperatura y la presión (cuando se instalan sensores de temperatura y presión), junto con la fecha y la hora. Esto permite revisar cada lote procesado por ultrasonidos. Al mismo tiempo, se garantizan la reproducibilidad y una calidad del producto constantemente elevada. La robustez de todos los sonicadores Hielscher permite un funcionamiento 24/7 en condiciones de trabajo intensivo y en entornos exigentes.
La siguiente tabla ofrece una orientación sobre la capacidad aproximada de procesamiento de nuestros ultrasonicadores: