Estrazione a ultrasuoni di erbe ayurvediche

Le erbe e le spezie contengono numerosi composti bioattivi, utilizzati come rimedi e agenti terapeutici nelle pratiche ayurvediche. La sonicazione è una tecnica di estrazione superiore per produrre estratti di alta qualità. I vantaggi dell’estrazione a ultrasuoni sono rese molto elevate, estrazione rapida e un trattamento delicato e non termico, che permette di ottenere composti bioattivi integri.

Perché l’estrazione a ultrasuoni?

L’estrazione a ultrasuoni è una tecnica delicata e non termica basata sulla cavitazione. I sonicatori Hielscher consentono il controllo preciso di tutti i parametri di sonicazione (come ampiezza, temperatura, pressione e intensità). Questo garantisce che i composti estratti non vengano degradati durante il processo di estrazione, aspetto fondamentale per l’estrazione e la preparazione di tinture medicinali.
Le sostanze biochimiche rilasciate mediante ultrasuoni sono di alta qualità e presentano una biodisponibilità straordinaria. L’estrazione assistita da ultrasuoni aumenta la resa e riduce il tempo di estrazione. Altri importanti vantaggi sono le basse temperature di processo (ad esempio 20℃, una temperatura significativamente inferiore rispetto all’estrazione tradizionale) e l’impiego di solventi ecologici (ad esempio acqua ed etanolo).

In questa presentazione illustriamo la produzione di estratti vegetali. Spieghiamo le difficoltà legate alla produzione di estratti vegetali di alta qualità e come un sonicatore possa aiutarvi a superarle. Questa presentazione mostra il funzionamento dell’estrazione a ultrasuoni. Scoprirete quali vantaggi potete aspettarvi dall’impiego di un sonicatore per l’estrazione e come integrare un estrattore a ultrasuoni nella vostra produzione di estratti.

Composti fitochimici in nanoformulazioni nei prodotti ayurvedici

Per ottenere la migliore biodisponibilità, i fitocomposti delle erbe devono avere dimensioni molecolari per poter essere veicolati nelle cellule umane. I fitosomi (farmacosomi) sono complessi fosfolipidici farmacologici nei quali vengono incorporate le sostanze bioattive dell’erba. I fitosomi possono essere formulati come sospensioni, liposomi, emulsioni, micro-/nanodispersioni acquose, creme, lozioni, gel, pillole, capsule, polveri, granuli o compresse. Con la tecnologia di estrazione e formulazione a ultrasuoni, la preparazione ideale di sostanze ad alta biodisponibilità può essere facilmente integrata nella produzione.
Per erbe quali cardo mariano, ginkgo biloba, semi d’uva, tè verde, biancospino e ginseng, è già scientificamente dimostrato che le forme di dosaggio su scala nanometrica, quali nanoparticelle polimeriche, liposomi, micelle, nanosfere, nanocapsule, nanoparticelle lipidiche solide e nanoemulsioni, sono significativamente più efficaci.

Vantaggi:

Alta qualità
Resa elevata
Estrazione rapida
Delicato, non termico
Maggiore stabilità
Processo standardizzato
Sicuro
Facile da utilizzare
CIP / SIP

Preparazione a ultrasuoni di tonici ayurvedici

Nell’Ayurveda e nella medicina asiatica, le erbe vengono utilizzate prevalentemente in combinazioni di più preparati vegetali, secondo formule standardizzate ma personalizzabili. Queste formulazioni di erbe e spezie ayurvediche vengono spesso combinate in un tonico concentrato o in un olio aromatico per ottenere un medicinale altamente efficace. (Una formulazione molto nota è Triphala, composta da Amalaki, Haritaki e Bibhitaki).
Oltre ai tonici, le erbe e le spezie vengono preparate sotto forma di paste di spezie ayurvediche utilizzate in cucina. Queste paste di spezie e salse (ad esempio pasta di spezie ayurvediche, salsa masala, chutney ecc.) conferiscono ai pasti un aroma meraviglioso e agiscono al contempo come rimedi.

Nel video qui sotto potete osservare un confronto tra l’estrazione a ultrasuoni e la macerazione convenzionale di foglie fresche di piantaggine lanceolata in acqua. La sonicazione non solo produce un potente estratto di piantaggine lanceolata in pochi secondi, ma anche il colore dell’estratto indica una differenza di qualità. Mentre l’estratto ottenuto con ultrasuoni presenta un colore verde intenso, l’estratto macerato per 20 giorni ha un colore brunastro che indica una degradazione ossidativa dei composti bioattivi.

In questo breve video confrontiamo l’estrazione a ultrasuoni in acqua fredda mediante il sonicatore a sonda Hielscher UP200Ht con la macerazione tradizionale per 20 giorni. Mentre la macerazione convenzionale richiede settimane per estrarre i composti bioattivi dalle foglie fresche di piantaggine lanceolata, l’estrazione a ultrasuoni con sonda li rilascia in pochi secondi. Confrontando l’estratto ottenuto mediante macerazione tradizionale con quello ottenuto a ultrasuoni, risulta evidente che l’estratto sonicato presenta un colore verde intenso, mentre l’estratto macerato mostra una tonalità brunastra, che suggerisce una degradazione ossidativa dei composti bioattivi. Il colore verde intenso dell’estratto di piantaggine lanceolata ottenuto a ultrasuoni evidenzia la maggiore efficienza della tecnologia a ultrasuoni nella produzione di un estratto a spettro completo. L’estrazione di materiale vegetale a ultrasuoni è più rapida, più potente e più efficiente. L’estrazione a ultrasuoni ad alta efficienza con UP200Ht produce un estratto di piantaggine lanceolata a spettro completo.

Ultrasuoni di potenza per l’estrazione vegetale

Gli ultrasuoni ad alta intensità sono una tecnica di lavorazione comunemente impiegata nelle industrie alimentare, chimica e farmaceutica. L’omogeneizzazione, l’emulsificazione, la conservazione e l’estrazione sono processi tipici che traggono grandi benefici dalla sonicazione. La sonicazione viene utilizzata per miscelare succhi, salse e paste, migliorandone la stabilità, e per estrarre composti responsabili del gusto e dell’aroma, oltre a sostanze bioattive quali polifenoli, polisaccaridi, antiossidanti, vitamine e altri composti nutrizionali o farmacologici.
Gli ultrasuoni di potenza sono una tecnologia di intensificazione dei processi che supera i metodi di estrazione tradizionali, quali macerazione, idrodistillazione o Soxhlet, grazie a una resa maggiore, una velocità di estrazione superiore, condizioni di processo delicate e un’elevata qualità degli estratti. Controllando e regolando l’intensità degli ultrasuoni, i medicinali a base di erbe possono essere preparati sotto forma di composti di dimensioni submicrometriche e nanometriche – garantendo la massima biodisponibilità.
La sonicazione è quindi la tecnica preferita per la preparazione dei moderni medicinali ayurvedici a base di erbe.

Standardizzazione dell’estrazione

Con i sonicatori Hielscher è possibile controllare con precisione tutti i principali parametri di estrazione e i fattori che la influenzano. Questo contribuisce a definire un processo di estrazione standardizzato che consente di produrre estratti affidabili e di qualità costantemente elevata.

Apparecchiature per l’estrazione a ultrasuoni

Hielscher Ultrasonics è il produttore leader di sistemi di estrazione a ultrasuoni. Con migliaia di macchine per l’estrazione a ultrasuoni installate in tutto il mondo, Hielscher è il vostro partner affidabile sia per le apparecchiature sia per la consulenza e lo sviluppo dei progetti.
La nostra gamma di prodotti comprende sistemi a ultrasuoni per volumi di processo da piccoli a molto grandi. Accessori quali diversi sonotrodi (sonde / corni a ultrasuoni), booster e celle di flusso consentono una configurazione ottimale del processo. Il nostro personale di tecnici, ingegneri di processo e biochimici di grande esperienza vi offre consulenza e vi accompagna dalla valutazione di fattibilità all’aumento di scala e all’installazione.

Contattateci subito! Saremo lieti di collaborare con voi al vostro specifico processo di estrazione!

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Bibliografia / Riferimenti

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.

Informazioni utili

Cavitazione ultrasonica e suoi effetti sull’estrazione

Quando onde ultrasoniche ad alta intensità e bassa frequenza vengono accoppiate a liquidi o paste, si verifica la cavitazione. La cavitazione ultrasonica o acustica è la
La cavitazione ultrasonica perfora e disgrega le pareti e le membrane cellulari, aumentando così la permeabilità e la disgregazione delle membrane cellulari. Inoltre, il solvente può entrare nella cellula, trasportando oli essenziali e composti bioattivi dall’interno della cellula al solvente circostante. In questo modo, le sostanze biochimiche intrappolate nella cellula vengono rilasciate nel solvente circostante e possono essere successivamente separate. Il miglioramento del trasferimento di massa tra la cellula vegetale e il solvente (ad esempio acqua, alcol, etanolo) consente di produrre estratti ad alta potenza.
L’estrazione a ultrasuoni è una forma di estrazione solido-liquido e può essere combinata con altre tecniche di estrazione quali idrodistillazione, Soxhlet, estrazione con fluidi supercritici (SFE), microonde ecc., per aumentare la capacità delle apparecchiature di estrazione esistenti e beneficiare degli effetti sinergici degli ultrasuoni. Grazie alle sue prestazioni eccezionali in termini di recupero / resa di estrazione, velocità di estrazione e qualità dell’estratto, la sonicazione è la tecnica moderna per la produzione di medicinali ayurvedici a base di erbe. L’estrazione a ultrasuoni rilascia costituenti fitochimici con elevata biodisponibilità e attività antiossidante. Rispetto ai metodi di produzione alternativi, la sonicazione consente di ottenere i contenuti più elevati di fenoli, flavonoidi, composti non flavonoidi, clorofille totali, carotenoidi totali, terpenoidi e fitosteroli, nonché la massima capacità di neutralizzare i radicali.

„L’uso degli ultrasuoni può migliorare il processo di estrazione aumentando il trasferimento di massa tra il solvente e il materiale vegetale. Inoltre, il collasso delle bolle di cavitazione favorisce una migliore disgregazione cellulare attraverso la formazione di microgetti dovuti al collasso asimmetrico delle bolle in prossimità di una superficie solida. Questo consente una migliore penetrazione del solvente nel tessuto vegetale stesso e può anche disgregare le pareti cellulari. Di conseguenza, l’impiego degli ultrasuoni nell’estrazione vegetale offre i vantaggi di un maggiore trasferimento di massa, una migliore penetrazione del solvente, una minore dipendenza dal solvente utilizzato, un’estrazione a temperature inferiori, velocità di estrazione superiori e rese di prodotto maggiori. Queste caratteristiche rendono la sonicazione un’opzione interessante per molte estrazioni e, per l’aumento di scala, dovrebbe essere impiegata nell’unità di estrazione stessa, dove il materiale vegetale è a diretto contatto con il solvente, ad esempio nell’estrazione di antiossidanti dal rosmarino.” [Mason et al. 2011]

Effetti dell’estrazione a ultrasuoni

Migliore diffusione
Migliore trasferimento di massa
Rottura delle cellule vegetali
Migliore penetrazione del solvente
Effetto sonocapillare

L’estrazione a ultrasuoni viene utilizzata anche per la preparazione di tinture spagiriche! Scoprite di più sulla preparazione di tinture spagiriche assistita da ultrasuoni, inclusi protocolli e raccomandazioni!

Ayurveda

L’Ayurveda è l’approccio olistico alla salute e al benessere. Basata su antiche conoscenze dell’interazione tra erbe e salute, la pratica ayurvedica utilizza rimedi naturali. L’Ayurveda e l’erboristeria sono strettamente connesse: le proprietà medicinali e curative di centinaia di erbe, spezie e piante fanno parte del sistema terapeutico erboristico ayurvedico. I tonici, gli oli e le miscele ayurvediche possono essere somministrati per uso interno come medicinali, integratori o alimenti, oppure applicati esternamente sulla pelle (ad esempio oli, lozioni, unguenti) o utilizzati nell’aromaterapia anche attraverso la mucosa delle vie respiratorie.

Erbe ayurvediche

Nella medicina tradizionale sono ampiamente utilizzati rimedi vegetali a base di erbe, spezie, radici e fiori.
Ogni pianta è nota per i suoi effetti specifici, ad esempio migliorare la digestione, agire come sostanza antinfiammatoria o antibatterica, alleviare il dolore, attenuare i problemi respiratori, migliorare la salute generale ecc.

La curcuma (Curcuma longa), il cumino, l’ajwain, il coriandolo, il finocchio, il saunf, la menta, i semi di senape, i chiodi di garofano, l’assafetida (hing), il fieno greco, il pepe nero, lo zenzero, il cardamomo, le foglie di alloro, la cannella, la noce moscata, la triphala e il peperoncino di Cayenna sono piante comunemente utilizzate per migliorare la digestione e il metabolismo. Vengono somministrate per depurare l’organismo eliminando l’ama (il sottoprodotto di una cattiva digestione) e prevenire o curare i problemi digestivi.

I composti fitochimici presenti nell’ashwagandha (Withania somnifera), nel basilico sacro, nella liquirizia e nella ciliegia d’inverno sono noti per migliorare le prestazioni, la salute generale e la longevità aumentando l’energia, la forza e il benessere. Conosciuti come adattogeni, questi composti fitochimici rafforzano la resistenza dell’organismo allo stress.
La curcuma è una delle piante ayurvediche più importanti. Contiene curcuminoidi e curcumina. Questi composti sono noti per i molteplici benefici per la salute umana, quali il miglioramento della funzione cerebrale, l’elevata attività antiossidante, l’attenuazione delle infiammazioni (ad esempio l’artrite reumatoide) e la prevenzione del cancro. La curcumina ha suscitato grande interesse nella medicina occidentale tradizionale e nella farmacologia grazie al suo effetto antitumorale. Poiché sia i curcuminoidi sia la curcumina sono scarsamente solubili in acqua, dovrebbero essere incapsulati in liposomi. Fate clic qui per saperne di più sull’incapsulamento a ultrasuoni e sulla preparazione dei liposomi!
La moringa (nota anche come shigru o albero delle bacchette) viene utilizzata per le sue proprietà antimicotiche, antivirali e disintossicanti. Ricca di antiossidanti e vitamina A, la moringa è considerata un superalimento.

Manjistha e neem contengono sostanze disintossicanti che depurano e purificano l’organismo.
Il melone amaro (Momordica charantia) e la noce di betel vengono utilizzati con successo per trattare la resistenza all’insulina e il diabete.
Il basilico sacro (noto anche come Tulsi; Ocimum sanctum) viene utilizzato per i suoi effetti infiammatori, antipiretici e analgesici.
I semi di kalonji, l’albero di siris e sono noti per i loro effetti benefici sul sistema respiratorio.

Erbe ayurvediche per dosha specifici

Nell’Ayurveda, ogni persona viene classificata in base al proprio tipo di dosha. Esistono tre tipi di dosha – Vata, Pitta e Kapha. Per ogni tipo di dosha esistono erbe straordinariamente benefiche. Di seguito trovate le erbe e le spezie più importanti per ciascun tipo di dosha:
VATA: Ashwagandha, Triphala, Zenzero, Cannella, Cumino
PITTA: Amalaki, Triphala, Yashtimadhu, Guduchi, Shatavari
KAPHA: Curcuma, Haritaki, Triphala, Zenzero, Chiodi di garofano

Effetto sonocapillare

L’effetto sonocapillare / effetto capillare ultrasonico è una risalita anomala di un liquido in un tubo capillare sotto l’azione degli ultrasuoni. Poiché alcuni componenti, come gli oli essenziali, si trovano nel sistema capillare di un materiale vegetale, ci si aspetterebbe che gli ultrasuoni possano contribuire alla loro espulsione mediante l’effetto sonocapillare. È possibile che anche alcuni fenomeni elettrici che accompagnano l’effetto sonocapillare possano esercitare un’influenza. Questo fenomeno potrebbe migliorare l’estrazione di composti polari o ionici, in modo simile all’elettroforesi.