Extração de alecrim com ultra-sons de potência

O alecrim é uma erva perfumada, sempre-verde, rica em compostos bioactivos e óleos essenciais, que são utilizados em produtos medicinais, alimentares e cosméticos. A extração ultra-sónica é uma técnica suave, mas altamente eficiente para isolar compostos bioactivos e óleos essenciais de alecrim e outras ervas. A extração ultra-sónica dá rendimentos mais elevados e qualidade de extrato superior dentro de um curto período de processamento.

Produção de extrato de alecrim com ultra-sons

Ultrasonicators são altamente eficientes quando se trata de produção de extractos botânicos. O ultrassom é uma técnica de extração suave, não térmica, que permite um processamento suave e isolamento de moléculas bioativas delicadas de plantas. Como a sonicação aplica apenas forças puramente mecânicas, evita-se a danificação de moléculas sensíveis ao calor. Isto permite preparar um extrato de espetro completo contendo numerosos compostos bioactivos, que interagem uns com os outros e resultam no chamado efeito de comitiva. Por exemplo, o extrato ultrassónico de alecrim contém quantidades elevadas de moléculas bioactivas, como o ácido carnósico, o carnosol, o ácido rosmarínico, o ácido oleanólico, o ácido ursólico, a cânfora, o 1,8-cineol, o ácido p-cumárico e o ácido cafeico.
Para produzir um extrato de alecrim, os compostos bioactivos são isolados das folhas em forma de agulha da planta do alecrim (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). É habitualmente utilizado como conservante natural e agente aromatizante nas indústrias alimentar e cosmética.
 

O extrato de alecrim contém vários compostos bioactivos, incluindo antioxidantes como o ácido carnósico e o ácido rosmarínico, que demonstraram ter propriedades anti-inflamatórias, antimicrobianas e anticancerígenas. Estas propriedades tornam o extrato de alecrim útil para preservar a frescura e a qualidade dos produtos alimentares, bem como para proporcionar potenciais benefícios para a saúde em suplementos dietéticos e remédios naturais.
Na indústria alimentar, o extrato de alecrim é frequentemente adicionado a carnes processadas, produtos de pastelaria e snacks para prolongar o seu prazo de validade e evitar a oxidação. É também utilizado como agente aromatizante natural em molhos, temperos e marinadas.
Na indústria cosmética, o extrato de alecrim é utilizado em produtos de cuidados da pele e do cabelo devido às suas propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias, que podem ajudar a proteger e a nutrir a pele e o cabelo. É também utilizado como fragrância natural e corante em alguns produtos cosméticos.

O mecanismo de rutura da parede celular (a) quebra da parede celular devido à cavitação. (b) difusão do solvente na estrutura celular.
(Gráfico adaptado de Shirsath et al., 2012)

Como funciona a produção de extrato de alecrim com um ultrassom de tipo sonda?

A produção de extrato de alecrim utilizando um ultrassom de tipo sonda envolve normalmente as seguintes etapas:

1. Preparação do alecrim: As folhas de alecrim são limpas, secas e moídas até se tornarem um pó fino.
2. Extração: O pó de alecrim moído é misturado com um solvente, como o etanol ou a água, e a mistura é submetida a ultra-sons utilizando um ultrassom de tipo sonda. O aparelho de ultra-sons utiliza ondas sonoras de alta frequência para criar bolhas de cavitação, que ajudam a decompor o material vegetal e a libertar os compostos activos.
3. Filtragem: A mistura é filtrada para remover qualquer material vegetal remanescente, deixando para trás um extrato líquido.
4. Concentração: O extrato líquido é concentrado utilizando um evaporador rotativo ou outro método adequado, para aumentar a concentração dos compostos activos.
5. Secagem: O extrato concentrado é seco por um método adequado, como a secagem por pulverização ou a liofilização (liofilização), a fim de produzir um extrato sob a forma de pó seco.
6. Embalagem: O pó seco é então embalado e armazenado num local fresco e seco até estar pronto a ser utilizado.

A utilização de um ultrassom do tipo sonda no processo de extração permite uma extração mais eficiente e eficaz dos compostos activos das folhas de alecrim, resultando num extrato de maior qualidade e com uma maior concentração de compostos benéficos. Além disso, este método pode ser usado em grande escala, tornando-o adequado para a produção comercial. Os ultrasonicators de Hielscher permitem o controle preciso dos parâmetros do processo e o scale-up linear do processo da extração a todo o volume desejado.

Superioridade cientificamente comprovada da extração ultra-sónica do alecrim

No seu relatório de investigação científica, Dhoubi et al. (2020) investigam o impacto de diferentes métodos de extração na composição química e na potência antioxidante dos extractos de Rosmarinus officinalis L.. Eles comparam três métodos de extração: extração de fluido supercrítico, extração assistida por ultrassom (UAE) usando o ultrasonicator Hielscher UIP1000hdT, e extração assistida por micro-ondas (MAE).

Destaques do estudo:

• Os autores verificaram que o método de extração afectava significativamente a composição química e o poder antioxidante dos extractos de alecrim. Quando comparada com as outras duas técnicas de extração de fluido supercrítico e de micro-ondas, a extração assistida por ultra-sons deu melhores resultados.
• O extrato ultrassónico de alecrim com etanol era muito rico em polifenóis.
• Com a sonicação, foi observada uma maior capacidade antioxidante num curto período de extração (10 minutos).

Protocolo de extração ultra-sónica de alecrim

A extração assistida por ultra-sons foi realizada num ultrasonicador do tipo sonda utilizando um sonotrodo (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, ver imagem abaixo). Uma mistura de alecrim em pó e etanol absoluto (1:3 p/v) foi colocada num reator de camisa dupla e exposta a ultra-sons a 750 W durante 10 min. A temperatura de extração foi regulada a 25°C. O extrato ultrassónico foi centrifugado a 4000 rpm durante 10 min. O sobrenadante foi removido e concentrado sob vácuo utilizando um evaporador de vácuo rotativo.

Configuração da extração ultra-sónica utilizando o Ultrassonicador tipo sonda Hielscher UIP1000hdT para extração por lotes de substâncias botânicas.
(imagem: © Petigny et al., 2013)

Especificamente, a extração ultra-sónica produziu extractos com concentrações mais elevadas de compostos fenólicos totais, flavonóides e carotenóides, bem como uma maior atividade antioxidante, em comparação com a maceração. Além disso, a extração ultra-sônica foi métodos mais eficientes, produzindo maiores rendimentos de extrato em um período de tempo mais curto.
Os autores concluem que a escolha do método de extração é um fator importante a considerar na produção de extractos de alecrim para utilização nas indústrias alimentar, cosmética e farmacêutica. A extração por ultra-sons é um método de extração promissor que pode produzir extractos mais potentes e eficientes com rendimentos mais elevados.
A equipa de investigação concluiu que “Entre os extractos estudados, o alecrim extraído por ultra-sons apresentou uma maior atividade antioxidante de acordo com ambos os ensaios de atividade antioxidante. Isto foi relacionado com o maior teor de fenólicos totais e, em particular, com o teor de ácido carnósico e ácido rosmarínico. Além disso, testado em células humanas de fibroblastos expostas ao stress oxidativo, o nosso extrato ultrassónico apresentou uma forte atividade antioxidante em comparação com o ácido gálico e a N-acetilcisteína. Assim, com o objetivo de substituir os antioxidantes sintéticos, o nosso extrato de alecrim ultrassonicamente preparado, uma fonte natural de antioxidantes, pode ser de interesse para várias aplicações industriais.”

Atividade antioxidante dos extractos de alecrim. Colunas azuis: a 60°C utilizando água destilada; Colunas cor de laranja: após tratamento ultrassónico.
(estudo e gráfico: Suchkova et al., 2021)

Ultrasonicators de alto desempenho para a extração de alecrim e ervas

A Hielscher Ultrasonics fabrica e fornece ultrasonicadores de alto desempenho em qualquer potência e tamanho. A nossa gama de homogeneizadores e extractores ultra-sónicos vai desde dispositivos portáteis de mão até sistemas de produção totalmente industriais para o processamento em linha de grandes volumes à escala comercial.

Conceção, fabrico e consultoria – Qualidade fabricada na Alemanha

Os ultrassons Hielscher são conhecidos pelos seus elevados padrões de qualidade e design. A robustez e a facilidade de operação permitem a integração harmoniosa dos nossos ultrassons nas instalações industriais. As condições difíceis e os ambientes exigentes são facilmente controlados pelos ultrassons Hielscher.

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