Extração de artemisina altamente eficiente com sônica
A artemisina pode ser extraída eficientemente usando sônica de alto desempenho. A extração ultrassônica dá rendimentos muito altos de artemisina usando solventes leves. O processo de extração de aplicação do ultrassom é acelerado drasticamente. As condições de processamento em extratores ultrassônicos são precisamente controláveis, o que permite evitar a degradação da artemisina biomolécula sensível ao calor.
Extração de artemisina
Artemisinina é uma molécula bioativa presente dentro das glândulas trichome da planta Artemisia annua, que é usada como anti-malária e mostra alto potencial como droga para o tratamento de várias outras doenças, incluindo câncer e SARS-CoV-2. O método tradicional de extração envolve solventes tóxicos e é um processo caro e sub-ideal. Para produzir artemisina em larga escala em condições ambientais e economicamente favoráveis, é necessária uma técnica eficiente e verde de extração. A extração ultrassônica é um método de extração amplamente estabelecido que pode ser usado em combinação com água ou etanol como solventes não tóxicos. A extração ultrassônica já foi comprovada para colmeia de altos rendimentos de artemisina, de modo que a produção de artemisina pode ser rapidamente dimensionada para grandes volumes. Equipamentos de extração ultrassônica para processamento em lote e em linha em nível industrial estão prontamente disponíveis.

extractor de ultra-som UIP2000hdT para extração em lote industrial de artemisina das folhas de Artemisia annua.
Extração ultrassônica de Artemisinina de Artemisia annua
O uso de ultrassom de energia para a extração prima por outros métodos de extração em vários fatores principais, incluindo rendimento, tempo de extração, simpatia ambiental e custo-benefício.
As desvantagens da extração tradicional de artemisina
Os métodos tradicionais de extração da artemisina são demorados, podem danificar as moléculas bioativas artemisinas devido às altas temperaturas aplicadas, e têm um alto impacto ambiental devido aos solventes orgânicos usados em altas temperaturas. Além disso, no processo a jusante é necessária a purificação extensiva para remover impurezas do extrato bruto.
As vantagens da extração de artemisina ultrassônica
A aplicação de ultrassom de energia para extração tem vários efeitos positivos que intensificam o processo de extração: o ultrassom de alto desempenho cria cavitação acústica. Esta cavitação acústica promove a extração botânica por interrupção celular, para que as biomoléculas presas sejam liberadas da matriz celular da planta. Além disso, as forças cavitacionais intensificam a transferência de massa transportando as biomoléculas como a artemisina eficientemente para o solvente circundante. O princípio de trabalho da extração ultrassônica pode ser contribuído para forças puramente mecânicas da cavitação. Isso significa que a sônica é uma técnica de extração não térmica e não química. Ser uma técnica de extração não térmica torna a extração ultrassônica especialmente favorável, uma vez que a artemisina é um composto sensível termicamente, o que significa que temperaturas mais altas (por exemplo, 70°C) causarão sua decomposição. Consequentemente, Artemisia annua L. não poderia ser fervida em água quente para obter artemisina.
- Os rendimentos mais elevados
- Qualidade superior
- Extração rápida
- Escolha seu solvente preferido
- nenhuma degradação térmica
- Trabalha com folhas frescas e secas
- Condições precisamente controláveis
- custo benefício
Solventes Verdes para Extração de Artemisina Ultrassônica
Os solventes de extração clássica utilizados para a produção de artemisina incluem hexano, éter de petróleo ou diclorometano. A extração orientada por ultrassom é compatível com qualquer solvente, incluindo solventes verdes leves, como etanol ou água. A extração ultrassônica da artemisina com etanol é igualmente eficiente quando comparada a solventes severos. Como a artemisina exibe ciclodextrinas de má solubilidade da água podem ser usadas para melhorar a extração ultrassônica de água fria da artemisina.
O que torna a extração de artemisina ultrassônica tão eficiente?
Para entender as vantagens da extração ultrasonicamente assistida, o princípio de trabalho do ultrassom de poder deve ser compreendido. O mecanismo de intensificação da extração do ultrassom de energia é atribuído principalmente ao fenômeno da cavitação acústica. A cavitação ultrassônica causa colisões entre partículas da biomassa botânica (como artemisia annua L. leaves), o que resulta em fracionamento interpartidário e redução do tamanho das partículas. Quando as bolhas de cavitação entram em colapso na superfície dos sólidos vegetais, a erosão e a sonoporação aumentam ainda mais a superfície das partículas. Assim, a transferência de massa intensificada facilita a liberação de moléculas como proteínas, lipídios, açúcares, vitaminas, antioxidantes, fitoquímicos (por exemplo, artemisina) e fibras dietéticas. Forças de tesoura geradas ultrasonicamente melhoram a penetração do solvente na matriz celular da matéria botânica e melhoram a permeabilidade das membranas celulares, respectivamente. Esses mecanismos de ultrassônicos de energia são responsáveis pela intensificação significativa do processo alcançada quando a ultrassônica é aplicada para extração botânica.

As ondas de ultrassom de energia interrompem a estrutura celular dos botânicos, liberam os compostos bioativos e promovem a transferência de massa entre o material da planta e o solvente (por exemplo, etanol).

Ultrassonicator UP400St (400 watts) para extração em lote de artemisina.
Resultados comprovados da pesquisa da extração de artemisina ultrassônica
Vários estudos científicos têm sido realizados com o objetivo de investigar a eficiência e a praticabilidade da extração de artemisina ultrassônicas a partir de folhas de Artemisia annua.
Briars e Paniwnyk mostraram "que o ultrassom a baixas temperaturas aumenta o rendimento da artemisina extraída de A. annua em cerca de 58% e os extratos parecem mais puros quando comparados com a inclinação convencional; portanto, o uso de ultrassom durante a extração tem o potencial de produzir tratamentos à base de artemisina de menor custo." (Briars e Paniwnyk, 2013)
Zhang et al. (2017) investigaram a extração de artemisina ultrassônica usando propilenoglicol metil ether (PGME) como solvente. O extrato de artemisina produzido ultrasonicamente foi analisado utilizando-se cromatografia líquida ultra performance (UPLC). Os resultados da análise sublinharam a qualidade do extrato. Devido à boa repetibilidade do processo e estabilidade da artemisina extraída, a extração ultrasonicamente assistida utilizando o éter verde e eficiente monoether propilenoglicol metil (PGME) como solvente mostra grandes perspectivas na extração e separação de moléculas bioativas dos botânicos. A extração ultrassônica utilizando propilenoglicol metil éter (PGME) como solvente resultou em alta eficiência de extração global e alto rendimento de artemisina. (cf. Zhang et al., 2017)
Em outro estudo, Zhang et al. (2020) apresentam a extração ultrassônica da artemisina usando hidroxipropílico-β-ciclodextrina. A adição de ciclodextrina melhora a liberação da artemisina composta mal solúvel em água e permite usar a água como solvente com bons rendimentos de extração. A extração ultrassônica em combinação com ciclodextrina aumentou a quantidade de artemisina para 8,66 mg/g, o que é significativamente mais do que a quantidade correspondente de 1,70 mg/g obtida na água.
Extratores ultrassônicos de alto desempenho para produção de artemisina
Sistemas de extração ultrassônica de alto desempenho da Hielscher Ultrasonics são usados em todo o mundo em R&D, pequenos, médios e totalmente comerciais níveis de produção em várias indústrias, como alimentos, suplementos alimentares e produção farmacêutica. Extratores ultrassônicos de alto desempenho intensificam o processo de extração e aumentam o rendimento, melhorando assim a eficiência geral da produção de extratos de alta qualidade. Hielscher Ultrasonics oferece equipamentos de extração para qualquer volume/capacidade de processo. Com experiência em extração botânica há mais de 25 anos, a Hielscher Ultrasonics é sua parceira confiável para extração ultrassônica de alto desempenho da Artemisia annua!
Ultrassonicadores de alta performance e última geração
As características inteligentes dos ultrassonicadores Hielscher são projetadas para garantir uma operação confiável, resultados reprodutíveis e simpatia pelo usuário. As configurações operacionais podem ser facilmente acessadas e discadas através do menu intuitivo, que pode ser acessado através de tela de toque de cores digitais e controle remoto do navegador. Portanto, todas as condições de processamento, como energia líquida, energia total, amplitude, tempo, pressão e temperatura são automaticamente registradas em um cartão SD embutido. Isso permite que você revise e compare as corridas de sônica anteriores e otimize o processo de extração de artemisina para maior eficiência.
Os sistemas Hielscher Ultrasonics são usados em todo o mundo para a fabricação de extratos botânicos de alta qualidade. Os ultrassonicadores industriais hielscher podem facilmente executar altas amplitudes em operação contínua (24/7/365). Amplitudes de até 200μm podem ser facilmente geradas continuamente com sonotrodes padrão (sondas ultrassônicas/chifres). Para amplitudes ainda maiores, sonotrodes ultrassônicos personalizados estão disponíveis. Devido à sua robustez e baixa manutenção, nossos sistemas de extração ultrassônica são comumente instalados para aplicações pesadas e em ambientes exigentes.
Entre em contato conosco agora para saber mais sobre a extração ultrassônica da artemisina da planta Artemisia annua. Ficaríamos felizes em enviar informações sobre nossos sistemas de extração ultrassônica e preços! Nossa equipe bem experiente ficará feliz em discutir seus requisitos de aplicação e processamento com você!
A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators:
Volume batch | Quociente de vazão | Dispositivos Recomendados |
---|---|---|
1 a 500mL | 10 a 200 mL / min | UP100H |
10 a 2000 mL | 20 a 400 mL / min | UP200Ht, UP400St |
0.1 a 20L | 00,2 a 4 L / min | UIP2000hdT |
10 a 100L | 2 de 10L / min | UIP4000hdT |
n / D. | 10 a 100L / min | UIP16000 |
n / D. | maior | aglomerado de UIP16000 |
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Literatura / Referências
- Zhang, Yongqiang; Prawang, Phongphat; Li, Chunshan; Meng, Xiangzhan; Zhao, Yu; Wang, Hui; Zhang, Suojiang (2017): Ultrasonic Assisted Extraction of Artemisinin from Artemisia Annua L. Using Monoether based Solvents. Green Chemistry 2017.
- Zhang, Yongqiang; Cao, Yingying; Meng, Xiangzhag; Prawang, Phonphat; Wang, Hui (2020): Extraction of Artemisinin with Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin Aqueous Solution for Fabrication of Drinkable Extract. Green Chemical Engineering 2020.
- Rhianna Briars; Larysa Paniwnyk (2012): Examining the extraction of artemisinin from artemisia annua using ultrasound. AIP Conference Proceedings 1433, 581.
- Rhianna Briars, Larysa Paniwnyk (2013): Effect of ultrasound on the extraction of artemisinin from Artemisia annua. Industrial Crops and Products, Volume 42, 2013. 595-600.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho de Laboratório para tamanho industrial.