Extração de Chaga altamente eficiente via 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. O uso de frequência ultrassônica de alta potência para extração de chaga é a técnica preferida para produzir extratos de chaga superiores da mais alta qualidade e rendimento.

Extratos de cogumelo Chaga por ultrassom

A extração ultrassônica é uma técnica altamente eficaz de liberação de compostos fitoquímicos de plantas como plantas e fungos.
Os cogumelos Chaga são ricos em vários compostos, como polissacarídeos, triterpenos e polifenóis, que são responsáveis pela maior parte de seus efeitos terapêuticos e promotores da saúde. Os principais compostos bioativos do Chaga são polissacarídeos (por exemplo, β-glucanos, proteoglicanos compreendendo d-galactose, d-glicose, d-xilose e d-manose), triperpenóides (por exemplo, betulina, ácido betulínico), polifenóis, fitoesteróis (por exemplo, inotodiol) entre outros compostos.

A extração ultrassônica quebra eficientemente as células do cogumelo chaga e libera os compostos intracelulares (ou seja, os fitoquímicos bioativos) no solvente. A extração ultrassônica é baseada no princípio de funcionamento da cavitação acústica. Os efeitos da cavitação ultrassônica / acústica são forças de alto cisalhamento, turbulências e diferenciais de pressão intensos. Essas forças sonomecânicas quebram estruturas celulares, como as paredes celulares do cogumelo quitinoso, promovem a transferência de massa entre o material chaga e o solvente e resultam em rendimentos de extrato muito altos em um processo rápido. Além disso, a sonicação promove a esterilização de extratos matando bactérias e micróbios. A inativação microbiana por sonicação é resultado das forças cavitacionais destrutivas da membrana celular, da produção de radicais livres e do aquecimento localizado.

Por que a extração ultrassônica de Chaga é tão vantajosa?

A extração ultrassônica é aplicada em muitos campos da produção de extratos, por exemplo, extratos botânicos e de ervas para alimentos, suplementos, produtos farmacêuticos e cosméticos. Um exemplo muito proeminente de extração ultrassônica é a extração de canabidiol (CBD) e outros compostos da planta de cannabis.
Como a extração ultrassônica é uma técnica de extração não térmica, os compostos bioativos são levemente processados com ondas de ultrassom e, assim, a degradação térmica de compostos vegetais sensíveis é evitada. Todos os parâmetros do processo ultrassônico, ou seja, amplitude, intensidade, temperatura e pressão, podem ser controlados com precisão. Isso permite um processo preciso e controle de qualidade e facilita a repetição e reprodução uma vez obtidos os resultados da extração. 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.

Extratos de Chaga de alta qualidade e alto rendimento por sonicação

A pesquisa confirma que os extratos de cogumelo chaga produzidos por ultrassom contêm mais triterpenóides do que um extrato de água quente convencional. A técnica de extração ultrassônica promove a liberação e o isolamento de todos os compostos importantes dos cogumelos chaga (I. obliquus). A extração assistida por ultrassom supera os métodos alternativos de extração por eficiência superior e uma biodisponibilidade aprimorada dos fitoquímicos bioativos no extrato de cogumelo. Os trechos de estudos de pesquisa científica demonstram a alta eficiência e rendimento da extração ultrassônica de chaga.

Extração de polissacarídeos de Chaga

Zhang et al. usaram extração assistida por ultrassom para desenvolver condições ideais para a extração de polissacarídeos de I. obliquus, com as melhores condições envolvendo o uso de água como solvente por 15 minutos a 95 °C com extração por frequência de ultrassom, o que deu valores de extração de 1,82%

Extração de Betulina / Ácido Betulínico de Chaga

Os resultados mostram que o ultrassom desempenhou um papel ativo na extração de betulina e ácido betulínico porque pode forçar as paredes celulares a se abrirem e promover melhor transferência de massa e calor. Isso, por sua vez, ajuda a extrair com sucesso os fitoquímicos desejados em um curto espaço de tempo com alta eficiência. O pequeno aumento nos rendimentos na adição da etapa de extração do solvente após a ultrassonografia indicou que a maioria desses 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

Para isolar um forte extrato de espectro completo de cogumelos chaga (Inonotus obliquus), é aplicado um protocolo de extração em duas etapas usando ultrassom de potência.
Material: I. obliquus seco (100g) é esmagado em pedaços menores de aprox. 1,3cm2 (0,5×05 polegadas). O material do cogumelo torcido é colocado em um copo de vidro de 1,5L.

1. Etapa: Extração fria ultrassônica: O chaga seco e moído é suspenso em 1000 mL de etanol a 60% em água purificada ou destilada (v / v; etanol a 60% : 40% de água) adicionando a mistura de solventes no copo de vidro com o chaga. Para a extração, é utilizado um extrator ultrassônico UP400St equipado com sonotrodo S24d22L2D. O chifre (sonotrodo) do ultrassônico é imerso em suspensão de cogumelo e solvente. O uso de um agitador é opcional, mas pode ajudar a transportar as partículas da planta uniformemente para o sonotrodo. Certifique-se de que o sonotrodo não toca nas paredes do copo. Defina a amplitude para 100% e sonice por aprox. 10 min. O UP400St vem com um sensor de temperatura conectável. Conecte o termopar com o ultrasonicator e insira o sensor na suspensão. No menu digital do dispositivo ultrassônico UP400St, você pode definir um limite superior de temperatura. O ultrassônico fará uma pausa quando essa temperatura máxima for atingida e iniciará automaticamente assim que a suspensão atingir o valor mais baixo do ∆T definido. Os valores ∆T recomendados são aprox. 30°C como valor de temperatura superior e 20°C como valor de temperatura inferior. O uso de um banho de água ou gelo ajuda a manter a temperatura baixa durante a sonicação. Após a sonicação, os sólidos do cogumelo são removidos por filtração e prensagem. O solvente com os fitoquímicos extraídos sofre evaporação a vácuo ou evaporação do rotor para que finalmente a fração chaga da extração com etanol seja obtida. Os sólidos residuais do chaga podem ser usados para uma segunda etapa de imersão opcional, a extração ultrassônica a quente.
2. Etapa (opcional): Extração a quente ultrassônica: A matéria-prima chaga recuperada da primeira extração é usada na segunda etapa da extração ultrassônica a quente para isolar a fração de fitoquímicos ainda remanescentes nos cogumelos chaga. O material do fungo é colocado em um béquer de vidro, 600mL de etanol fresco a 60%: solução de solvente de água a 40% é adicionada e aquecida a aprox. 70°C. Durante a sonicação, a temperatura pode subir até 95°C. O calor adicional promove a liberação de fitoquímicos residuais. Uma vez que quase todos os compostos termossensíveis foram extraídos em 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 maneira descrita acima. Filtre, pressione e separe os cogumelos do extrato de água. Os fitoconstituintes na segunda extração também são isolados por evaporação.

Ambas as frações de extrato de chaga, de extração em água e etanol, são misturadas para obter um extrato de cogumelo chaga de espectro completo. Este extrato pode ser formulado em vários produtos, como tinturas, cápsulas ou produtos comestíveis.

Este processo é completamente linear escalável para qualquer outro volume. Aplicando os mesmos parâmetros ultrassônicos (intensidade ultrassônica Ws/L, pressão, temperatura, concentração de sólido: líquido), todos os resultados estabelecidos da extração ultrassônica de chaga podem ser simplesmente dimensionados para volumes maiores (ou menores), alcançando os mesmos resultados (ou seja, rendimentos, eficiência do processo).

Os extratos de cogumelos produzidos por ultrassom são ricos em polissacarídeos, conhecidos por inúmeros efeitos benéficos à saúde. O ultrasonicator UP100H é um potente extractor ultra-sónico de 100 watts para a extracção eficiente de cogumelos medicinais como chaga, juba de leão, reishi ou cordyceps.

Sua escolha de solvente

A extração ultrassônica 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 composta por 60% de etanol: 40% de água (v/v). A combinação de etanol e água permite liberar fitoquímicos de várias polaridades. Alternativamente, uma extração bifásica usando etanol em uma primeira etapa de extração e água em uma segunda etapa de extração pode ser aplicada. A extração ultrassônica usando uma combinação solvente de álcool e água libera fitoquímicos solúveis em água e solúveis em álcool de cogumelos como o chaga.
Portanto, a extração é fundamental na criação de extratos de cogumelos puros e potentes.
Outros solventes usados para extração de Inonotus obliquus são isopropanol, metanol, metanol contendo 10% de ácido acético, acetato de etila, entre outros. Para extratos de qualidade alimentar, recomenda-se um solvente não tóxico, uma vez que, após a remoção do solvente (por exemplo, evaporação), por vezes, podem ser deixados vestígios residuais no extrato.

Por que dar aos banhos ultrassônicos resultados insuficientes de extração de chaga?

Os banhos ultrassônicos são comumente usados para aplicações de limpeza suave. Em um banho ultrassônico, a cavitação acústica ocorre de forma descontrolada e distribuída de forma desigual através de um tanque relativamente grande. Se você colocar um copo de vidro com sua mistura de cogumelo-solvente em um banho ultrassônico, as ondas de ultrassom já fracas devem passar pelas paredes do béquer, o que diminui ainda mais a intensidade do ultrassom. Isso significa que a intensidade do ultrassom de um tanque de limpeza ultrassônica é muito fraca para uma extração eficiente de cogumelos. As paredes celulares dos cogumelos contêm quitina, um material resistente que torna as células dos cogumelos muito rígidas e difíceis de romper. Para liberar os compostos bioativos de cogumelos como o chaga, é necessário um ultrassom de alta intensidade. As sondas ultrassônicas criam uma cavitação acústica muito mais intensa, a força que quebra as paredes celulares dos fungos.
 

O gráfico de análise UV-Vis mostra a comparação entre a sonda ultrassônica e a extração por banho ultrassônico do cogumelo chaga. O ultrassônico tipo sonda UP100H (curva preta) oferece rendimentos significativamente maiores de compostos bioativos de chaga.

 
Leia mais sobre as diferenças de sondas ultrassônicas e banhos ultrassônicos e veja como elas se comparam em eficiência de extração!

Ultrassonicadores de alto desempenho para extração de Chaga

A extração ultrassônica é uma tecnologia de processamento confiável, que facilita e acelera a produção de extratos de alta qualidade de várias matérias-primas, como chaga e outros cogumelos. O portfólio da Hielscher Ultrasonics abrange toda a gama, desde ultrassônicos compactos de laboratório até sistemas de extração industrial. Assim, nós da Hielscher podemos oferecer o ultrassônico mais adequado para sua capacidade de processo prevista. Nossa equipe experiente de longa data irá ajudá-lo desde os testes de viabilidade e otimização do processo até a instalação do seu sistema ultrassônico no nível final de produção.
A pequena pegada de nossos extratores ultrassônicos, bem como sua versatilidade nas opções de instalação, fazem com que eles se encaixem até mesmo em instalações de processamento de pectina em espaços pequenos. Os processadores ultrassônicos são instalados em todo o mundo em instalações de produção de alimentos, produtos farmacêuticos e suplementos nutricionais.

Hielscher Ultrasonics – Equipamento de extração sofisticado

O portfólio de produtos Hielscher Ultrasonics abrange toda a gama de extratores ultrassônicos de alto desempenho, de pequena a grande escala. Acessórios adicionais permitem a fácil montagem da configuração de dispositivo ultrassônico mais adequada para o seu processo de extração de chaga. A configuração ultrassônica ideal depende da capacidade, volume, matéria-prima, processo em lote ou em linha e cronograma previstos.

Fluxo contínuo e em lote

Os ultrassônicos Hielscher podem ser usados para processamento em lote e de fluxo contínuo. O processamento ultrassônico em lote é ideal para testes de processo, otimização e nível de produção de pequeno a médio porte. Para a produção de grandes volumes de cogumelo chaga, o processamento em linha pode ser mais vantajoso. Um processo contínuo de mistura em linha requer uma configuração sofisticada – consistindo em uma bomba, mangueiras ou tubos e tanques -, mas é altamente eficiente, rápido e requer significativamente menos trabalho. Todos os sistemas industriais podem ser operados sob pressões elevadas, o que aumenta a cavitação e, portanto, a eficiência da extração. A Hielscher Ultrasonics tem a configuração de extração mais adequada para seus objetivos de volume e processo de extração.

Extratores ultrassônicos para cada capacidade de produto

A linha de produtos Hielscher Ultrasonics abrange todo o espectro de processadores ultrassônicos, desde ultrassônicos compactos de laboratório, passando por sistemas piloto e de bancada, até processadores ultrassônicos totalmente industriais com capacidade para processar cargas de caminhão por hora. A gama completa de produtos permite-nos oferecer-lhe o extrator ultrassónico mais adequado para o seu chaga, bem como para outros cogumelos, capacidade de processo e objetivos de produção.
Os sistemas ultrassônicos de bancada são ideais para testes de viabilidade e otimização de processos. O aumento de escala linear com base em parâmetros de processo estabelecidos torna muito fácil aumentar as capacidades de processamento de lotes menores para produção totalmente comercial. O aumento de escala pode ser feito instalando uma unidade extratora ultrassônica mais potente ou agrupando vários ultrassônicos em paralelo. Com o UIP16000, a Hielscher oferece o extrator ultrassônico mais potente do mundo.

Amplitudes controláveis com precisão para resultados ideais

Todos os ultrassônicos 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 eficácia da extração ultrassônica de fitoquímicos do cogumelo chaga (Inonotus obliquus).
Todos os ultrassônicos Hielscher’ Os processadores permitem o ajuste preciso da amplitude. Sonotrodos e buzinas de reforço são acessórios que permitem modificar a amplitude em uma faixa ainda mais ampla. Os processadores ultrassônicos industriais da Hielscher podem fornecer amplitudes muito altas e fornecer a intensidade ultrassônica necessária para aplicações exigentes. Amplitudes de até 200 μm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24 horas por dia, 7 dias por semana.
Ajustes precisos de amplitude e o monitoramento permanente dos parâmetros do processo ultrassônico por meio de software inteligente oferecem a possibilidade de tratar sua matéria-prima de cogumelos com as condições ultrassônicas mais eficazes. Sonicação ideal para melhores resultados de extração!
A robustez do equipamento ultrassônico da Hielscher permite operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em ambientes pesados e exigentes. Isso torna o equipamento ultrassônico da Hielscher uma ferramenta de trabalho confiável que atende aos seus requisitos de extração.

Testes fáceis e sem riscos

Os processos ultrassônicos podem ser completamente lineares. Isso significa que todos os resultados obtidos usando um ultrassônico de laboratório ou de bancada podem ser dimensionados exatamente para a mesma saída usando exatamente os mesmos parâmetros de processo. Isso torna a ultrassonografia ideal para testes de viabilidade sem riscos, otimização de processos e implementação subsequente na fabricação comercial. Entre em contato conosco para saber como a sonicação pode aumentar sua produção de extrato de chaga.

A mais alta qualidade – Projetado e fabricado na Alemanha

Como uma empresa familiar e familiar, a Hielscher prioriza os mais altos padrões de qualidade para seus processadores ultrassônicos. Todos os ultrassônicos são projetados, fabricados e exaustivamente testados em nossa sede em Teltow, perto de Berlim, Alemanha. A robustez e a confiabilidade do equipamento ultrassônico da Hielscher o tornam um cavalo de batalha em sua produção. A operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, sob carga total e em ambientes exigentes é uma característica natural dos extratores de alto desempenho da Hielscher.
Você pode comprar o processador ultrassônico Hielscher em qualquer tamanho diferente e configurado exatamente de acordo com os requisitos do seu processo de extração de cogumelos. Desde o tratamento de fungos em um pequeno béquer de laboratório até a mistura contínua de pastas de cogumelos em nível industrial, a Hielscher Ultrasonics oferece um ultrassônico adequado para você! Entre em contato conosco – Temos o prazer de recomendar a você a configuração ultrassônica ideal!

A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos: