Extração de alecrim com ultrassons de potência

O alecrim é uma erva aromática de folha persistente, rica em compostos bioativos e óleos essenciais, que são utilizados em produtos medicinais, alimentares e cosméticos. A extração ultrassónica é uma técnica suave, mas altamente eficiente, para isolar compostos bioativos e óleos essenciais do alecrim e de outras ervas. A extração ultrassónica proporciona rendimentos mais elevados e uma qualidade superior do extrato num curto tempo de processamento.

Produção de extrato de alecrim por sonicação

Os sonicadores são altamente eficientes na produção de extratos vegetais. Os ultrassons constituem uma técnica de extração suave e não térmica, que permite o processamento delicado e o isolamento de moléculas bioativas sensíveis das plantas. Como a sonicação aplica apenas forças puramente mecânicas, evitam-se danos nas moléculas sensíveis ao calor. Isto permite preparar um extrato de espetro completo que contém numerosos compostos bioativos, que interagem entre si e dão origem ao chamado efeito de comitiva. Por exemplo, o extrato ultrassónico de alecrim contém quantidades elevadas 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, os compostos bioativos são isolados das folhas em forma de agulha da planta de 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 bioativos, incluindo antioxidantes como o ácido carnósico e o ácido rosmarínico, que demonstraram possuir 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 alimentares e remédios naturais.
Na indústria alimentar, o extrato de alecrim é frequentemente adicionado a carnes processadas, produtos de panificação e alimentos para petiscar, para prolongar o seu prazo de conservação e prevenir 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 para o cuidado da pele e do cabelo pelas suas propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias, que podem ajudar a proteger e a nutrir a pele e o cabelo. É também utilizado como fragrância e corante naturais em alguns produtos cosméticos.

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

Como funciona a produção de extrato de alecrim com um sonicador de sonda?

A produção de extrato de alecrim com um sonicador de sonda envolve normalmente os seguintes passos:

1. Preparação do alecrim: As folhas de alecrim são limpas, secas e moídas até se obter um pó fino.
2. Extração: O pó de alecrim moído é misturado com um solvente, como etanol ou água, e a mistura é submetida a sonicação com um sonicador de sonda. O sonicador utiliza ondas sonoras de alta frequência para criar bolhas de cavitação, que ajudam a desintegrar o material vegetal e a libertar os compostos ativos.
3. Filtração: A mistura é filtrada para remover qualquer material vegetal remanescente, obtendo-se um extrato líquido.
4. Concentração: O extrato líquido é concentrado com um evaporador rotativo ou outro método adequado, para aumentar a concentração dos compostos ativos.
5. Secagem: O extrato concentrado é seco com um método adequado, como a secagem por atomização ou a secagem por congelação (liofilização), para produzir um extrato sob a forma de pó seco.
6. Embalagem: O pó seco é depois embalado e armazenado num local fresco e seco até estar pronto para utilização.

A utilização de um sonicador de sonda no processo de extração permite uma extração mais eficiente e eficaz dos compostos ativos das folhas de alecrim, resultando num extrato de qualidade superior com uma maior concentração de compostos benéficos. Além disso, este método pode ser utilizado em grande escala, tornando-o adequado para a produção comercial. Os sonicadores Hielscher permitem um controlo preciso dos parâmetros do processo e o aumento linear da escala do processo de extração para qualquer volume pretendido.

Superioridade cientificamente comprovada da extração ultrassónica de 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 extratos de Rosmarinus officinalis L. Comparam três métodos de extração: extração com fluido supercrítico, extração assistida por ultrassons (UAE) com o sonicador Hielscher UIP1000hdT e extração assistida por micro-ondas (MAE).

Principais resultados do estudo:

• Os autores constataram que o método de extração afetou significativamente a composição química e a potência antioxidante dos extratos de alecrim. Em comparação com as outras duas técnicas de extração, a extração com fluido supercrítico e a extração por micro-ondas, a extração assistida por ultrassons apresentou os melhores resultados.
• O extrato ultrassónico de alecrim obtido com etanol era muito rico em polifenóis.
• Com a sonicação, observou-se uma capacidade antioxidante mais elevada num curto tempo de extração (10 min).

Protocolo de extração ultrassónica de alecrim

A extração assistida por ultrassons foi realizada num sonicador de sonda com um sonotrodo (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, ver imagem abaixo). Uma mistura de alecrim em pó e etanol absoluto (1:3 w/v) foi colocada num reator de camisa dupla e exposta a ultrassons 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 com um evaporador rotativo de vácuo.

Configuração de extração ultrassónica com o sonicador de sonda Hielscher UIP1000hdT para a extração de produtos vegetais por lotes.
(imagem: © Petigny et al., 2013)

Especificamente, a extração ultrassónica produziu extratos com concentrações mais elevadas de compostos fenólicos totais, flavonoides e carotenoides, bem como uma atividade antioxidante mais elevada, em comparação com a maceração. Além disso, a extração ultrassónica foi um método mais eficiente, produzindo rendimentos mais elevados de extrato num período de tempo mais curto.
Os autores concluem que a escolha do método de extração é um fator importante a considerar na produção de extratos de alecrim para utilização nas indústrias alimentar, cosmética e farmacêutica. A extração ultrassónica é um método de extração promissor que pode produzir extratos mais potentes e eficientes, com rendimentos mais elevados.
A equipa de investigação concluiu que “entre os extratos estudados, o alecrim extraído por ultrassons apresentou uma atividade antioxidante mais elevada em ambos os ensaios de atividade antioxidante. Isto esteve relacionado com o teor mais elevado de compostos fenólicos totais e, em particular, com os teores de ácido carnósico e ácido rosmarínico. Além disso, quando testado em fibroblastos humanos expostos a 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 preparado por ultrassons, uma fonte natural de antioxidantes, pode ser de interesse para várias aplicações industriais.”

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

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