Extração de alecrim usando ultrassom de potência

O alecrim é uma erva perfumada e perene, rica em compostos bioativos e óleos essenciais, que são usados em produtos medicinais, alimentares e cosméticos. A extração ultra-sônica é uma técnica leve, mas altamente eficiente para isolar compostos bioativos e óleos essenciais de alecrim e outras ervas. A extração ultra-sônica oferece rendimentos mais altos e qualidade superior do extrato dentro de um curto período de processamento.

Produção de extrato de alecrim com ultrassom

Ultrasonicators são altamente eficientes quando se trata de produção de extratos botânicos. O ultrassom é uma técnica de extração suave e não térmica, que permite um processamento suave e isolamento de moléculas bioativas delicadas das plantas. Como a sonicação se aplica apenas a forças puramente mecânicas, o dano de moléculas sensíveis ao calor é evitado. Isso permite preparar extrato de espectro completo contendo numerosos compostos bioativos, que interagem uns com os outros e resultam no chamado efeito entourage. Por exemplo, extrato de alecrim ultra-sônico contém grandes quantidades de moléculas bioativas, como ácido carnósico, carnosol, ácido rosmarínico, ácido oleanólico, ácido ursólico, cânfora, 1,8-cineol, ácido p-cumárico e ácido cafeico.
Para produzir um extrato de alecrim, compostos bioativos são isolados das folhas semelhantes a agulhas da planta de alecrim (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). É comumente usado como um conservante natural e agente aromatizante nas indústrias de alimentos e cosméticos.
 

Extração botânica ultrassônica dá maiores rendimentos. O hielscher UIP2000hdT, homogeneizador de 2000 watts é poderoso o suficiente para extrair lotes de 10 litros a 120 litros facilmente.

Extração Ultrassônica de Botânicos - Lote de 30 Litros / 8 Galões

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Sonda ultra-sônica para a extração de compostos bioativos e óleos essenciais de ervas mediterrâneas, como alecrim, orégano e tomilho.

Extrator ultra-sônico UP400St para a extração de compostos bioativos do alecrim.

 

O vídeo mostra um processo de extração usando o sonicador de sonda Hielscher UP400St para a extração de alecrim cortado e seco em uma mistura de água/etanol sob temperaturas frias. O Hielscher UP400St é um processador ultrassônico de alto desempenho projetado para várias aplicações, incluindo processos de preparação e extração de amostras.

Extração de alecrim usando um homogeneizador ultra-sônico UP400St

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O extrato de alecrim contém vários compostos bioativos, incluindo antioxidantes como o ácido carnósico e o ácido rosmarínico, que demonstraram ter propriedades anti-inflamatórias, antimicrobianas e anticancerígenas. Essas propriedades tornam o extrato de alecrim útil para preservar o frescor e a qualidade dos produtos alimentícios, além de fornecer potenciais benefícios para a saúde em suplementos dietéticos e remédios naturais.
Na indústria de alimentos, o extrato de alecrim é frequentemente adicionado a carnes processadas, produtos de panificação e salgadinhos para prolongar sua vida útil e evitar a oxidação. Também é usado como um agente aromatizante natural em molhos, molhos e marinadas.
Na indústria cosmética, o extrato de alecrim é usado em produtos de cuidados com a pele e cabelos por suas propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias, que podem ajudar a proteger e nutrir a pele e o cabelo. Também é usado como uma fragrância natural e corante em alguns produtos cosméticos.

Vantagens da extração botânica ultra-sônica

  • Os rendimentos mais elevados
  • extração suave e não térmica
  • menor tempo de processamento
  • evita produtos químicos tóxicos
  • redução do consumo de solventes
  • use o solvente de sua escolha
  • economia de energia
  • favor do meio ambiente
Ondas de ultrassom de alta intensidade geram cavitação acústica. A cavitação ultrassônica interrompe as paredes celulares e aumenta a transferência de massa, promovendo assim a extração de metabólitos secundários de materiais vegetais.

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

Como funciona a produção de extrato de alecrim usando um ultrasonicator do tipo sonda?

A produção de extrato de alecrim usando um ultra-sonicator do tipo sonda normalmente envolve as seguintes etapas:

  1. Preparação do Alecrim: As folhas de alecrim são limpas, secas e moídas em um pó fino.
  2. Extração: O pó de alecrim moído é misturado com um solvente, como etanol ou água, e a mistura é sonicated usando um ultra-sonicator do tipo sonda. O ultra-sonicator usa ondas sonoras de alta frequência para criar bolhas de cavitação, que ajudam a quebrar o material vegetal e liberar os compostos ativos.
  3. Filtração: A mistura é filtrada para remover qualquer material vegetal restante, deixando para trás um extrato líquido.
  4. Concentração: O extrato líquido é concentrado usando um evaporador rotativo ou outro método adequado, para aumentar a concentração dos compostos ativos.
  5. Secagem: O extrato concentrado é seco usando um método adequado, como secagem por pulverização ou liofilização (liofilização), a fim de produzir um extrato em forma de pó seco.
  6. Empacotamento: O pó seco é então embalado e armazenado em local fresco e seco até que esteja pronto para uso.

O uso de um ultra-sonicator do tipo sonda no processo de extração permite uma extração mais eficiente e eficaz dos compostos ativos das folhas de alecrim, resultando em um extrato de maior qualidade com uma maior concentração de compostos benéficos. Além disso, este método pode ser usado em larga escala, tornando-o adequado para a produção comercial. Os ultrasonicators Hielscher permitem o controle preciso dos parâmetros do processo e o aumento linear do processo de extração para qualquer volume desejado.

As ondas de ultrassom geradas por um ultra-sonicator do tipo sonda aumentam significativamente o isolamento de compostos bioativos de ervas como o alecrim.

Extrator ultra-sônico UIP1000hdT para extração em lote de alecrim.

Homogeneizador ultrassônico UP400St para a extração em lote agitado de botânicos.

Extração ultra-sônica de botânicos - Lote de 8 litros - Ultrasonicator UP400St

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Superioridade cientificamente comprovada da extração de alecrim ultra-sônica

Em seu relatório de pesquisa científica, Dhoubi et al. (2020) investigam o impacto de diferentes métodos de extração na composição química e potência antioxidante dos extratos de Rosmarinus officinalis L. Eles comparam três métodos de extração: extração de fluido supercrítico, extração assistida por ultrassom (EAU) usando o ultrasonicator Hielscher UIP1000hdT e extração assistida por micro-ondas (MAE).

Destaques do Estudo:

  • Os autores descobriram que o método de extração afetou significativamente a composição química e a potência antioxidante dos extratos de alecrim. Quando comparada com as outras técnicas de extração de fluido supercrítico e micro-ondas, a extração assistida por ultrassom apresentou melhores resultados.
  • Extrato ultra-sônico de alecrim com etanol foi muito rico em polifenóis.
  • Com sonicação, maior capacidade antioxidante foi observada em curto tempo de extração (10 minutos).

Protocolo para extração de alecrim ultra-sônico

A extração assistida por ultrassom foi realizada em um ultrasonicator do tipo sonda usando um sonotrodo (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, veja a figura abaixo). Uma mistura de alecrim em pó e etanol absoluto (1:3 p/v) foi colocada em um reator de jaqueta dupla e exposta ao ultrassom a 750 W por 10 min. A temperatura de extração foi regulada a 25°C. O extrato ultra-sônico foi centrifugado a 4000 rpm por 10 min. O sobrenadante foi removido e concentrado sob vácuo por meio de evaporador rotativo a vácuo.

Configuração de extração ultra-sônica usando o ultra-sonicator do tipo sonda Hielscher UIP1000hdT para extração em lote de botânicos.

Configuração de extração ultra-sônica usando o Hielscher sonda tipo ultra-sonicator UIP1000hdT para extração em lote de produtos botânicos.
(foto: © Petigny et al., 2013)

Especificamente, a extração ultra-sônica produziu extratos com maiores concentrações de compostos fenólicos totais, flavonoides e carotenoides, bem como 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 curto período de tempo.
Os autores concluem que a escolha do método de extração é um fator importante a ser considerado na produção de extratos de alecrim para uso em indústrias alimentícia, cosmética e farmacêutica. A extração ultra-sônica é um método de extração promissor que pode produzir extratos mais potentes e eficientes com maiores rendimentos.
A equipe de pesquisa concluiu que “entre os extratos estudados, o alecrim extraído ultrassonicamente apresentou maior atividade antioxidante de acordo com ambos os ensaios de atividade antioxidante. Isso foi relacionado ao maior teor de fenólicos totais e, particularmente, aos teores de ácido carnósico e ácido rosmarínico. Além disso, testado em células humanas fibroblásticas expostas ao estresse oxidativo, nosso extrato ultra-sônico realizou uma forte atividade antioxidante em comparação com o ácido gálico e a N-acetilcisteína. Assim, com o objetivo de substituir antioxidantes sintéticos, nosso extrato de alecrim preparado ultrassonicamente, uma fonte natural de antioxidantes, pode ser de interesse para várias aplicações industriais.”

Extração ultra-sônica de alecrim (Rosmarinus officinalis) dá maiores rendimentos de antioxidantes.

Atividade antioxidante de extratos de alecrim. Colunas azuis: a 60°C com água destilada; Colunas laranjas: após o tratamento ultra-sônico.
(estudo e gráfico: Suchkova et al., 2021)

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Ultrasonicators de alto desempenho para extração de alecrim e ervas

A Hielscher Ultrasonics fabrica e fornece ultrasonicators de alto desempenho em qualquer potência e tamanho. Nosso portfólio de homogeneizadores e extratores ultrassônicos varia de dispositivos portáteis portáteis a sistemas de produção totalmente industriais para o processamento em linha de grandes volumes em escala comercial.

Design, Fabricação e Consultoria – Qualidade Made in Germany

Os ultrasonicators Hielscher são bem conhecidos por seus mais altos padrões de qualidade e design. A robustez e a fácil operação permitem a integração suave de nossos ultrasonicators em instalações industriais. Condições adversas e ambientes exigentes são facilmente manuseados por ultrassonicators Hielscher.

A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada ISO e coloca ênfase especial em ultrasonicators de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de uso. Naturalmente, os ultrasonicators Hielscher são compatíveis com CE e atendem aos requisitos da UL, CSA e RoHs.
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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
15 a 150L 3 a 15L/min UIP6000hdT
n / D. 10 a 100L / min UIP16000
n / D. maior aglomerado de UIP16000

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Literatura / Referências


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