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, alimentícios e cosméticos. A extração ultrassônica é uma técnica suave, mas altamente eficiente, para isolar compostos bioativos e óleos essenciais de alecrim e outras ervas. A extração ultrassônica oferece maiores rendimentos e qualidade superior do extrato em um curto tempo de processamento.

Produção de extrato de alecrim com ultrassom

Os ultrassônicos 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 e isolamento suaves de moléculas bioativas delicadas das plantas. Como a sonicação aplica apenas forças puramente mecânicas, evita-se o dano de moléculas sensíveis ao calor. Isso permite preparar extrato de espectro completo contendo numerosos compostos bioativos, que interagem entre si e resultam no chamado efeito entourage. Por exemplo, o extrato de alecrim ultrassônico 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 em forma de agulha da planta de alecrim (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). É comumente usado como conservante natural e agente aromatizante nas indústrias alimentícia e cosmética.
 

O extrato de alecrim contém vários compostos bioativos, incluindo antioxidantes como ácido carnósico e 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 benefícios potenciais à saúde em suplementos dietéticos e remédios naturais.
Na indústria alimentícia, o extrato de alecrim é frequentemente adicionado a carnes processadas, assados e salgadinhos para prolongar sua vida útil e evitar a oxidação. Também é usado como agente aromatizante natural em molhos, temperos e marinadas.
Na indústria cosmética, o extrato de alecrim é usado em produtos para 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 fragrância natural e corante em alguns produtos cosméticos.

O mecanismo de ruptura 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 usando um ultrassônico do tipo sonda?

A produção de extrato de alecrim usando um ultrassônico 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 sonicada usando um ultrassônico do tipo sonda. O ultrassônico 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 na 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 ultrassônico 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 maior concentração de compostos benéficos. Além disso, este método pode ser usado em larga escala, tornando-o adequado para produção comercial. Os ultrassônicos Hielscher permitem o controle preciso dos parâmetros do processo e o aumento linear do processo de extração para qualquer volume desejado.

Superioridade cientificamente comprovada da extração ultrassônica de alecrim

Em seu relatório de pesquisa 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. 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 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 deu melhores resultados.
• O extrato ultrassônico de alecrim com etanol foi muito rico em polifenóis.
• Com a sonicação, foi observada maior capacidade antioxidante na extração de curto prazo (10 minutos).

Protocolo para extração ultrassônica de alecrim

A extração assistida por ultrassom foi realizada em um ultrassônico 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 dupla camada e exposta ao ultrassom a 750 W por 10 min. A temperatura de extração foi regulada a 25°C. O extrato ultrassônico foi centrifugado a 4000 rpm por 10 min. O sobrenadante foi removido e concentrado sob vácuo usando um evaporador rotativo a vácuo.

Configuração de extração ultrassônica usando o ultrassonicador tipo sonda Hielscher UIP1000hdT para extração em lote de botânicos.
(foto: © Petigny et al., 2013)

Especificamente, a extração ultrassônica produziu extratos com maiores concentrações de compostos fenólicos totais, flavonóides e carotenóides, bem como maior atividade antioxidante, em comparação com a maceração. Além disso, a extração ultrassônica foi um método mais eficiente, produzindo maiores rendimentos de extrato em um período de tempo menor.
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 nas indústrias alimentícia, cosmética e farmacêutica. A extração ultrassônica é um método de extração promissor que pode produzir extratos mais potentes e eficientes com maiores rendimentos.
A equipe de pesquisa concluiu que “Dentre os extratos estudados, o alecrim extraído por ultrassom exibiu 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 de fibroblastos expostas ao estresse oxidativo, nosso extrato ultrassônico realizou uma forte atividade antioxidante em comparação com o ácido gálico e a N-acetilcisteína. Assim, com o objetivo de substituir os antioxidantes sintéticos, nosso extrato de alecrim preparado por ultrassom, uma fonte natural de antioxidantes, pode ser de interesse para diversas aplicações industriais.”

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

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