Extração de chaga altamente eficiente por sonicação

Cogumelos chaga (Inonotus obliquus) são ricos em fitoquímicos muito potentes (por exemplo, polissacarídeos, ácido betulínico, triterpenóides), que são conhecidos por contribuir para a saúde e combater doenças. A utilização de frequências ultra-sónicas de alta potência para a extração de chaga é a técnica preferida para produzir extractos de chaga de qualidade superior e de maior rendimento.

Extractos de Cogumelos Chaga por Ultra-sons

A extração ultra-sónica é uma técnica altamente eficaz de libertação de compostos fitoquímicos de plantas e fungos.
Os cogumelos Chaga são ricos em vários compostos, tais como polissacáridos, triterpenos e polifenóis, que são responsáveis pela maioria dos seus efeitos terapêuticos e de promoção da saúde. Os principais compostos bioactivos do chaga são os polissacáridos (por exemplo, β-glucanos, proteoglicanos compostos por d-galactose, d-glucose, d-xilose e d-manose), triperpenóides (por exemplo, betulina, ácido betulínico), polifenóis, fitoesteróis (por exemplo, inotodiol), entre outros compostos.

A extração ultra-sónica quebra eficazmente as células do cogumelo chaga e liberta os compostos intracelulares (isto é, os fitoquímicos bioactivos) para o solvente. A extração ultra-sónica baseia-se no princípio de funcionamento da cavitação acústica. Os efeitos da cavitação ultra-sónica/acústica são forças de cisalhamento elevadas, turbulências e diferenciais de pressão intensos. Estas forças sonomecânicas quebram as estruturas celulares, como as paredes celulares quitinosas dos cogumelos, promovem a transferência de massa entre o material do chaga e o solvente e resultam em rendimentos de extração muito elevados num processo rápido. Além disso, a sonicação promove a esterilização dos extractos, matando bactérias e micróbios. A inativação microbiana por sonicação é o resultado das forças cavitacionais destrutivas da membrana celular, da produção de radicais livres e do aquecimento localizado.

Porque é que a extração ultra-sónica do chaga é tão vantajosa?

A extração ultra-sónica é aplicada em muitos campos de produção de extractos, por exemplo, extractos botânicos e de ervas para alimentos, suplementos, produtos farmacêuticos e cosméticos. Um exemplo muito proeminente de extração ultra-sónica é a extração de canabidiol (CBD) e outros compostos da planta de cannabis.
Uma vez que a extração por ultra-sons é uma técnica de extração não térmica, os compostos bioactivos são suavemente processados com ondas de ultra-sons, evitando assim a degradação térmica de compostos vegetais sensíveis. Todos os parâmetros do processo ultrassónico, ou seja, a amplitude, a intensidade, a temperatura e a pressão, podem ser controlados com exatidão. Isto permite um controlo preciso do processo e da qualidade e facilita a repetição e a reprodução dos resultados de extração obtidos. Os produtores de extratos valorizam a ultrassonografia por sua repetibilidade confiável do processo, o que ajuda a padronizar processos e produtos em altos níveis de qualidade.

Extractos de chaga de alta qualidade e alto rendimento por sonicação

A investigação confirma que os extractos de cogumelos chaga produzidos por ultra-sons contêm mais triterpenóides do que um extrato convencional de água quente. A técnica de extração ultra-sónica promove a libertação e o isolamento de todos os compostos importantes dos cogumelos chaga (I. obliquus). A extração ultrassonicamente assistida supera os métodos de extração alternativos por eficiência superior e uma biodisponibilidade melhorada dos fitoquímicos bioactivos no extrato de cogumelos. Os trechos de estudos de pesquisa científica demonstram a alta eficiência e rendimento da extração de chaga ultra-sônica.

Extração de polissacáridos do chaga

Zhang et al. utilizaram a extração assistida por ultra-sons para desenvolver condições óptimas para a extração de polissacáridos de I. obliquus, com as melhores condições envolvendo a utilização de água como solvente durante 15 minutos a 95 °C com extração por frequência de ultra-sons, o que deu valores de extração de 1,82%

Extração de Betulina / Ácido Betulínico do Chaga

Os resultados mostram que os ultra-sons desempenharam um papel ativo na extração da betulina e do ácido betulínico, porque podem forçar a abertura das paredes celulares e promover uma melhor transferência de massa e calor. Isto, por sua vez, ajuda a extrair com sucesso os fitoquímicos desejados num curto espaço de tempo e com elevada eficiência. O pequeno aumento dos rendimentos com a adição da etapa de extração por solventes após a ultra-sons indica que a maioria destes compostos deve ter sido extraída da biomassa. Os resultados obtidos indicam a quantidade máxima de betulina extraível na biomassa. (Alhazmi, 2017) No geral, a ultrassonografia aumentou drasticamente o rendimento de betulina e ácido betulínico.

Protocolo de extração passo a passo

A fim de isolar um forte extrato de espetro completo de cogumelos chaga (Inonotus obliquus), um protocolo de extração de duas etapas usando ultrassom de energia é aplicado.
Material: O I. obliquus seco (100g) é esmagado em pedaços mais pequenos de aproximadamente 1,3cm2 (0,5×0.5 polegadas). O material do cogumelo triturado é colocado num copo de vidro de 1,5 L.

1. Passo: Extração a frio por ultra-sons: O chaga seco e moído é suspenso em 1000 mL de etanol a 60% em água purificada ou destilada (v/v; etanol a 60%: água a 40%), adicionando a mistura de solventes ao copo de vidro com o chaga. Para a extração, é utilizado um extrator de ultra-sons UP400St equipado com sonotrodo S24d22L2D. O chifre (sonotrodo) do ultrassom é imerso na suspensão de cogumelo e solvente. A utilização de um agitador é opcional, mas pode ajudar a transportar uniformemente as partículas vegetais para o sonotrodo. Certificar-se de que o sonotrodo não toca nas paredes do copo. Definir a amplitude para 100% e sonicar durante cerca de 10 min. O UP400St vem com um sensor de temperatura conectável. Ligar o termopar com ultrasonicator e inserir o sensor na suspensão. No menu digital do dispositivo ultra-sônico UP400St, você pode definir um limite de temperatura superior. O aparelho de ultra-sons fará uma pausa quando esta temperatura máxima for atingida e arrancará automaticamente assim que a suspensão atingir o valor inferior do ∆T definido. Os valores recomendados de ∆T são aproximadamente 30°C como valor de temperatura superior e 20°C como valor de temperatura inferior. A utilização de um banho de água ou de gelo ajuda a manter baixa a temperatura durante a sonicação. Após a sonicação, os sólidos dos cogumelos são removidos por filtração e prensagem. O solvente com os fitoquímicos extraídos é submetido a evaporação sob vácuo ou a evaporação por rotor, de modo a obter finalmente a fração de chaga resultante da extração por etanol. Os sólidos residuais do chaga podem ser utilizados para uma segunda etapa opcional de imersão, a extração a quente por ultra-sons.
2. Etapa (opcional): Extração a quente por ultra-sons: A matéria-prima de chaga recuperada da primeira extração é utilizada na segunda etapa da extração a quente ultra-sónica para isolar a fração de fitoquímicos ainda remanescentes nos cogumelos chaga. O material do fungo é colocado num copo de vidro, 600mL de solução de solvente fresco 60% etanol: 40% água é adicionado e aquecido a cerca de 70 ° C. Durante a sonicação, a temperatura pode subir até 95°C. O calor adicional promove a libertação de fitoquímicos residuais. Uma vez que quase todos os compostos termossensíveis foram extraídos sob condições termicamente controladas na etapa 1, esta segunda etapa pode ser opcionalmente aplicada para criar um extrato muito forte, que é completo em todos os fitoquímicos do cogumelo chaga. A suspensão é sonicada com o UP400St da mesma forma que a descrita acima. Filtrar, prensar e separar os cogumelos do extrato aquoso. Os fitoconstituintes da segunda extração são também isolados por evaporação.

Ambas as fracções do extrato de chaga, da extração com água e com etanol, são misturadas de modo a obter um extrato de cogumelo chaga de espetro completo. Este extrato pode ser formulado em vários produtos, como tinturas, cápsulas ou produtos comestíveis.

Este processo é completamente escalável linearmente para qualquer outro volume. Aplicando os mesmos parâmetros ultra-sônicos (intensidade ultra-sônica Ws / L, pressão, temperatura, concentração de sólido: líquido), todos os resultados uma vez estabelecidos da extração ultra-sônica de chaga podem ser simplesmente escalados para volumes maiores (ou menores), enquanto alcançam os mesmos resultados (ou seja, rendimentos, eficiência do processo).

Os extractos de cogumelos produzidos por ultra-sons são ricos em polissacáridos, que são conhecidos por numerosos efeitos benéficos para a saúde. O ultrasonicator UP100H é um potente extrator de ultra-sons de 100 watts para a extração eficiente de cogumelos medicinais como o chaga, a juba de leão, o reishi ou o cordyceps.

A sua escolha de solvente

A extração por ultra-sons é compatível com qualquer solvente. Isso permite que você use o solvente de sua preferência. No protocolo de extração de chaga acima, recomendamos uma solução solvente que compreende 60% de etanol: 40% de água (v/v). A combinação de etanol e água permite libertar fitoquímicos de várias polaridades. Em alternativa, pode ser aplicada uma extração em duas fases utilizando etanol numa primeira fase de extração e água numa segunda fase de extração. A extração ultra-sónica utilizando uma combinação de solvente de álcool e água liberta fitoquímicos solúveis em água e solúveis em álcool de cogumelos como o chaga.
Por conseguinte, a extração é fundamental para criar extractos de cogumelos puros e potentes.
Outros solventes utilizados para a extração de Inonotus obliquus são o isopropanol, o metanol, o metanol com 10% de ácido acético, o acetato de etilo, entre outros. Para extractos de qualidade alimentar, recomenda-se um solvente não tóxico, uma vez que, após a remoção do solvente (por exemplo, evaporação), podem por vezes ficar vestígios residuais no extrato.

Porque é que os banhos de ultra-sons dão resultados insuficientes na extração do chaga?

Os banhos de ultra-sons são normalmente utilizados para aplicações de limpeza suave. Num banho de ultra-sons, a cavitação acústica ocorre de forma descontrolada e distribuída de forma desigual através de um tanque relativamente grande. Se colocar um copo de vidro com a sua mistura de cogumelos e solvente num banho de ultra-sons, as ondas de ultra-sons, já de si fracas, têm de passar pelas paredes do copo, o que diminui ainda mais a intensidade dos ultra-sons. Isto significa que a intensidade dos ultra-sons de uma cuba de limpeza por ultra-sons é demasiado fraca para uma extração eficaz dos cogumelos. As paredes celulares dos cogumelos contêm quitina, um material resistente que torna as células dos cogumelos muito rígidas e difíceis de romper. Para libertar os compostos bioactivos de cogumelos como o chaga, são necessários ultra-sons de alta intensidade. As sondas ultra-sónicas criam uma cavitação acústica muito mais intensa, a força que rompe as paredes das células dos fungos.
 

O gráfico de análise UV-Vis mostra a comparação entre sonda ultra-sônica e extração de banho ultra-sônico de cogumelo chaga. O ultrasonicator tipo sonda UP100H (curva preta) dá rendimentos significativamente maiores de compostos bioativos de chaga.

 
Leia mais sobre as diferenças entre as sondas de ultra-sons e os banhos de ultra-sons e veja como se comparam em termos de eficiência de extração!

Ultrasonicators de alto desempenho para extração de Chaga

A extração por ultra-sons é uma tecnologia de processamento fiável, que facilita e acelera a produção de extractos de alta qualidade a partir de várias matérias-primas, tais como chaga e outros cogumelos. Hielscher Ultrasonics portfólio abrange toda a gama de ultrasonicators laboratório compacto para sistemas de extração industriais. Assim, nós em Hielscher pode oferecer-lhe o ultrasonicator mais adequado para a sua capacidade de processo previsto. O nosso pessoal experiente de longa data irá ajudá-lo a partir de testes de viabilidade e otimização de processos para a instalação do seu sistema de ultrassom no nível de produção final.
A pequena pegada dos nossos extractores ultra-sónicos, bem como a sua versatilidade nas opções de instalação, fazem com que se adaptem mesmo a instalações de processamento de pectina de espaço reduzido. Os processadores ultra-sónicos são instalados em todo o mundo em instalações de produção de alimentos, produtos farmacêuticos e suplementos nutricionais.

Hielscher Ultrasonics – Equipamento de extração sofisticado

A gama de produtos Hielscher Ultrasonics abrange toda a gama de extractores de ultra-sons de alto desempenho, desde a pequena à grande escala. Acessórios adicionais permitem a fácil montagem da configuração do dispositivo ultrassónico mais adequado para o seu processo de extração de chaga. A configuração ultra-sônica ideal depende da capacidade prevista, volume, matéria-prima, lote ou processo em linha e cronograma.

Fluxo contínuo e em lote

Os ultrassons Hielscher podem ser utilizados para o processamento em lote e em fluxo contínuo. O processamento ultrassônico em lote é ideal para testes de processo, otimização e nível de produção de pequeno a médio porte. Para uma produção de grandes volumes de cogumelo chaga, o processamento em linha pode ser mais vantajoso. Um processo de mistura contínuo em linha requer uma configuração sofisticada – O sistema de extração de água é um sistema que consiste numa bomba, mangueiras ou tubos e tanques - mas é altamente eficiente, rápido e requer muito menos mão de obra. Todos os sistemas industriais podem ser operados sob pressões elevadas, o que aumenta a cavitação e, consequentemente, a eficiência da extração. A Hielscher Ultrasonics tem a configuração de extração mais adequada para o seu volume de extração e objectivos de processo.

Extractores de ultra-sons para cada capacidade de produto

Hielscher Ultrasonics gama de produtos abrange todo o espetro de processadores de ultrassom de ultrasonicators laboratório compacto sobre bancada e sistemas piloto para processadores de ultrassom totalmente industriais com a capacidade de processar cargas de caminhão por hora. A gama completa de produtos nos permite oferecer-lhe o extrator ultra-sônico mais adequado para o seu chaga, bem como outros cogumelos, capacidade de processo e metas de produção.
Os sistemas ultra-sónicos de bancada são ideais para testes de viabilidade e otimização de processos. O aumento de escala linear baseado em parâmetros de processo estabelecidos torna muito fácil aumentar as capacidades de processamento de lotes mais pequenos para uma produção totalmente comercial. O aumento de escala pode ser feito através da instalação de uma unidade de extração ultra-sônica mais potente ou agrupando vários ultrasonicators em paralelo. Com o UIP16000, a Hielscher oferece o extrator de ultra-sons mais potente do mundo.

Amplitudes controláveis com precisão para resultados óptimos

Todos os ultrasonicators Hielscher são precisamente controláveis e, portanto, cavalos de trabalho confiáveis na produção. A amplitude é um dos parâmetros cruciais do processo que influenciam a eficiência e a eficácia da extração ultra-sônica de fitoquímicos do cogumelo chaga (Inonotus obliquus).
Todos os Hielscher Ultrasonics’ Os processadores de ultra-sons permitem a regulação exacta da amplitude. Os sonotrodos e as buzinas de reforço são acessórios que permitem modificar a amplitude numa gama ainda mais ampla. Os processadores ultra-sónicos industriais da Hielscher podem fornecer amplitudes muito elevadas e fornecer a intensidade ultra-sónica necessária para aplicações exigentes. Amplitudes até 200 µm podem ser facilmente executadas de forma contínua em funcionamento 24/7.
As definições precisas da amplitude e a monitorização permanente dos parâmetros do processo ultrassónico através de um software inteligente dão-lhe a possibilidade de tratar a sua matéria-prima de cogumelos com as condições ultra-sónicas mais eficazes. Sonicação óptima para melhores resultados de extração!
A robustez do equipamento ultrassónico da Hielscher permite o funcionamento 24 horas por dia, 7 dias por semana, em serviço pesado e em ambientes exigentes. Isto torna o equipamento ultrassónico da Hielscher uma ferramenta de trabalho fiável que satisfaz os seus requisitos de extração.

Testes fáceis e sem riscos

Os processos ultra-sónicos podem ser escalonados de forma completamente linear. Isto significa que todos os resultados alcançados com a utilização de um ultrassom de laboratório ou de bancada podem ser escalados para o mesmo resultado, utilizando exatamente os mesmos parâmetros de processo. Isto torna a ultra-sons ideal para testes de viabilidade sem riscos, otimização de processos e subsequente implementação no fabrico comercial. Contacte-nos para saber como sonicação pode aumentar a sua produção de extrato de chaga.

Qualidade mais elevada – Concebido e fabricado na Alemanha

Sendo uma empresa familiar, a Hielscher dá prioridade aos mais elevados padrões de qualidade para os seus processadores ultra-sónicos. Todos os ultrassons são concebidos, fabricados e exaustivamente testados na nossa sede em Teltow, perto de Berlim, na Alemanha. A robustez e a fiabilidade do equipamento ultrassónico da Hielscher fazem dele um cavalo de batalha na sua produção. O funcionamento 24 horas por dia, 7 dias por semana, sob carga total e em ambientes exigentes é uma caraterística natural dos extractores de alto desempenho da Hielscher.
Você pode comprar Hielscher processador ultra-sônico em qualquer tamanho diferente e exatamente configurado para seus requisitos de processo de extração de cogumelos. De tratar fungos em um pequeno copo de laboratório para a mistura de fluxo contínuo de lamas de cogumelos a nível industrial, Hielscher Ultrasonics oferece um ultrasonicator adequado para você! Por favor contacte-nos – temos todo o prazer em recomendar-lhe a configuração ultra-sónica ideal!

O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons: