Extratos de catequina superior com ultrassom
Extração ultrassônica de catequinas
A extração ultrassônica é uma técnica não térmica, que se baseia na aplicação de forças mecânicas puras. As ondas ultrassônicas de baixa frequência e alta intensidade são acopladas por meio de uma sonda ultrassônica (sonotrodo) em meio líquido. As intensas forças de cisalhamento da cavitação acústica perfuram e rompem as membranas celulares, aumentam a transferência de massa entre o interior da célula e o solvente e liberam os compostos intracelulares no solvente.
Em sua extensa revisão dos métodos de extração do chá verde (Camellia sinensis), Banerjee e Chatterjee (2015) descobriram que os ultrassônicos do tipo sonda são significativamente mais eficientes do que os banhos ultrassônicos. Além disso, os autores afirmam que a extração ultrassônica é o modo preferido de extração de catequinas de chá devido ao aumento da eficácia do processo de extração em temperaturas mais baixas, o que evita a degradação térmica de compostos sensíveis ao calor e preserva seu valor medicinal. A extração em alta temperatura geralmente leva à degradação dos polifenóis e aumenta a liberação de proteínas e pectina, que interferem na qualidade organoléptica do chá pela formação do creme. A vantagem da sonicação reside em seu mecanismo não térmico. Em seu estudo, os pesquisadores demonstraram que a extração ultrassônica pode aumentar o rendimento de polifenóis do chá a 65 ° C, em comparação com a extração tradicional a 85 ° C. No entanto, a extração ultrassônica também funciona à temperatura ambiente. Como técnica de extração não térmica, os sonicadores aplicam forças mecânicas para abrir a célula e liberar compostos bioativos, como polifenóis e catequinas, com eficiência superior no solvente.
A extração ultrassônica oferece um alto rendimento de nutrientes de alta qualidade. Como um processo não térmico, a extração ultrassônica evita a perda de nutrientes sensíveis ao calor.
A extração ultrassônica também pode ser realizada em temperatura ambiente ou em líquidos resfriados. Clique aqui, para ler mais sobre o chá frio por ultrassom!
- Sem solventes? à base de água
- Alto rendimento de extração
- Extratos de alta qualidade
- Extratos de espectro completo
- Processo rápido
- Verde, a favor do meio ambiente
- Operação simples e segura
- Baixa manutenção
- ROI rápido
Extrator ultrassônico UIP2000hdT (2kW) com reator de batelada continuamente agitado
Estudo de caso de extração ultrassônica de catequina
A extração ultrassônica pode ser realizada usando vários solventes, incluindo água, etanol, água: mistura de etanol, isopropanol, óleo vegetal, glicerina, etc.
Em um estudo de 2018, Ayyildiz et al. compararam a extração ultrassônica usando água e etanol como solventes com o método convencional de extração por água quente. Para este estudo em escala piloto, foi utilizado um ultrassônico Hielscher UIP2000hd (2kW, 20kHz) em batelada e em configuração de fluxo contínuo.
Os resultados mostraram que a extração ultrassônica com etanol foi significativamente (p < 0.05) more efficient to extract higher yields of EGCG, EGC, ECG, and EC than conventional hot water extraction and ultrasonic water-based extraction. Under optimised process conditions, almost 100% and 50% more EGCG content was obtained ultrasonic ethanol extraction than conventional hot water extraction and ultrasonic extraction with water, respectively. The optimal conditions for the ultrasonic extraction of EGCG with ethanol were 66.53ºC, 43.75 min and, 67.81% ethanol.
Ultrasonic extraction is the preferred mode of tea catechins due to the increased efficacy of extraction process at lower temperature by retaining their antioxidant activity.
Extratores ultrassônicos de alto desempenho
Os sistemas de extração Hielscher Ultrasonics são usados em todo o mundo em alimentos e produtos farmacêuticos para a produção comercial de extratos vegetais de alta qualidade usados como suplementos dietéticos e farmacêuticos. Se você deseja produzir lotes menores de chá frio ou processar grandes quantidades de extratos de polifenóis? catequinas de alta qualidade, a Hielscher Ultrasonics tem o extrator ultrassônico adequado para você. Os ultrassônicos são fáceis e seguros de operar. O software intuitivo e o controle digital via tela sensível ao toque permitem um controle preciso do processo. A robustez do equipamento ultrassônico Hielscher permite operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em ambientes pesados e exigentes.
Sonicador tipo sonda UP100H para extração de catequina de folhas de chá
Padronização de processos com ultrassom Hielscher
Os extratos de qualidade alimentar e farmacêutica devem ser produzidos de acordo com as Boas Práticas de Fabrico (BPF) e de acordo com especificações de processamento normalizadas. Hielscher Ultrassons’ Os sistemas de extração digital vêm com software inteligente, o que facilita a configuração e o controle do processo de sonicação com precisão. A gravação automática de dados grava todos os parâmetros do processo ultra-sônico, como energia de ultrassom (energia total e líquida), amplitude, temperatura, pressão (quando sensores de temperatura e pressão são montados) com carimbo de data e hora no cartão SD integrado. Isso permite que você revise cada lote processado ultrassonicamente. Ao mesmo tempo, a reprodutibilidade e a alta qualidade do produto são asseguradas.
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos:
| Volume do lote | Vazão | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
| 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 a 20L | 0.2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | maior | cluster de UIP16000 |
Entre em contato conosco!? Pergunte-nos!
Homogeneizadores ultrassônicos de alta potência de labrador Para piloto e Industrial escala.
Literatura/Referências
- Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Nós, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Otimizando os parâmetros de extração do galato de epigalocatequina usando água quente convencional e métodos assistidos por ultrassom do chá verde. Processamento de Alimentos e Bioprodutos 111 (2018). 37–44.
- Banerjee, S., Chatterjee, J. (2015): Estratégias eficientes de extração de biomoléculas de chá (Camellia sinensis). J. Food Sci. Technol. 52, 2015. 3158–3168.
- Martín-García Beatriz; Pasini, Federica; Verardo, Vito; Díaz-de-Cerio, Elixabet; Tylewicz, Urszula; Gómez-Caravaca, Ana María; Caboni Maria Fiorenza (2019): Otimização da Extração Ultrassônica Assistida por Sonotrode de Proantocianidinas de Cervejeiros’ Grãos Gastos. Antioxidantes 2019, 8, 282.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Extração assistida por ultrassom em lote e contínua de folhas de boldo (Peumus boldus mol.). Revista Internacional de Ciência Molecular 14, 2013. 5750-5764.
- K.S. Suslick, K. Othmer, “Enciclopédia de Tecnologia Química”; 4ª Ed., J. Wiley & Filhos: Nova York, 1998, vol. 26, pp. 517-541.
Fatos, vale a pena conhecer
Extração ultrassônica – Princípio de trabalho
A extração ultrassônica é um método mecânico para liberar e isolar compostos intracelulares de matrizes celulares, como células vegetais. Quando as ondas de ultrassom de alta potência são acopladas a uma pasta (por exemplo, consistindo em partículas de plantas maceradas em água ou solvente), as ondas de ultrassom altamente energéticas geram cavitação. O fenômeno da cavitação leva localmente a temperaturas extremas, pressões, taxas de aquecimento/resfriamento, diferenciais de pressão e altas forças de cisalhamento no meio. Quando as bolhas de cavitação implodem na superfície dos sólidos (como partículas, células vegetais, tecidos, etc.), microjatos e colisões interparticlulares geram efeitos como descamação da superfície, erosão e quebra de partículas. Além disso, a implosão de bolhas de cavitação em meios líquidos cria macroturbulências e micromisturas.
A irradiação ultrassônica representa uma maneira eficiente de melhorar os processos de transferência de massa, uma vez que a sonicação resulta em cavitação e seus mecanismos relacionados, como micros-movimento por jatos de líquido, compressão e descompressão no material com a subsequente ruptura das paredes celulares, bem como altas taxas de aquecimento e resfriamento.
Extração ultrassônica de células vegetais: a seção transversal microscópica (TS) mostra o mecanismo de ações durante a extração ultrassônica de células (ampliação de 2000x) [recurso: Vilkhu et al. 2011]
A ultrassonografia do material vegetal fragmenta a matriz das células vegetais e aumenta a hidratação das mesmas. Chemat et al. (2015) concluem que a extração ultrassônica de compostos bioativos de botânicos é o resultado de diferentes mecanismos independentes ou combinados, incluindo fragmentação, erosão, capilaridade, detexturação e sonoporação. Esses efeitos perturbam a parede celular, melhoram a transferência de massa empurrando o solvente para dentro da célula e sugando o solvente carregado com fitocomposto e garantem o movimento do líquido por micromistura.
Quais são as principais vantagens da extração ultrassônica?
- Processo rápido e alto rendimento
- Baixo consumo de energia
- Custo de processamento reduzido
- Tecnologia não térmica
- Maior pureza
- Tecnologia verde
Cavitação acústica e seus efeitos
No líquido, as ondas de ultrassom criam intensa alternância de alta pressão? ciclos de baixa pressão, que resultam na formação de bolhas de cavitação. Ao longo de vários ciclos de pressão, as bolhas de cavitação crescem até atingirem um limite, onde a bolha não consegue absorver mais energia. Neste ponto, a bolha implode violentamente. Durante a implosão da bolha ocorrem condições extremas, como altas temperaturas de até 5000K, pressões de até 2000atm, taxas de aquecimento/resfriamento muito altas e diferenciais de pressão. Uma vez que a dinâmica de colapso da bolha é mais rápida do que a transferência de massa e calor, a energia na cavidade em colapso está confinada a uma zona muito pequena, também chamada de “ponto de acesso”. A implosão da bolha de cavitação também resulta em microturbulências, jatos líquidos de velocidade de até 280m/s e forças de cisalhamento resultantes. Este fenómeno é conhecido como cavitação ultrassónica ou acústica.
A extração ultrassônica é baseada na cavitação acústica e suas forças de cisalhamento hidrodinâmicas
Catequinas
O chá verde é conhecido por ser rico em polifenóis, como ácido cafeico, ácido gálico, catequina, epicatequina, galocatequina, galato de catequina, galato de galocatequina, galato de epicatequina, epigalocatequina e galato de epigalocatequina (EGCG), o que torna o chá verde um alimento saudável popular consumido como bebida e como extrato. EGCG é uma catequina bem conhecida, que está presente em grandes quantidades nas folhas secas do chá verde (7380 mg por 100 g), chá branco (4245 mg por 100 g) e em quantidades menores no chá preto (936 mg por 100 g). Durante a produção de chá preto, as catequinas são convertidas principalmente em teaflavinas e tearubiginas por meio de polifenol oxidases.
Benefícios para a saúde do galato de epigalocatequina (EGCG)
Do grupo das catequinas, o galato de epigalocatequina (EGCG) é o mais pesquisado e mais promissor. De anticâncer, antioxidante, antiinflamatório, antifibrose, anticolagenase a efeitos estimulantes do sistema imunológico e antienvelhecimento, o EGCG mostra muitos benefícios e, portanto, é consumido na forma de bebida de chá verde, bem como na forma de suplementos dietéticos, como cápsulas, pós, comprimidos, etc.
Estudos de pesquisa sugerem que catequinas como o galato de epigalocatequina (EGCG) podem reduzir a inflamação e prevenir certas condições crônicas, como doenças cardíacas, diabetes e algumas formas de câncer.
EGCG e seus efeitos anticancerígenos
Uma vez que o cancro é uma doença muitas vezes fatal, as propriedades anticancerígenas do EGCG estão sob investigação pesada. Estudos sugerem que o EGCG pode inibir a tumorigênese, reduzindo ou eliminando os efeitos carcinogênicos. Há achados sugerindo que o EGCG previne a tumorigênese hepática relacionada à obesidade induzida pela dietilnitrosamina, inibindo o eixo IGF/IGF-1R, melhorando a hiperinsulinemia e atenuando a inflamação crônica. Outro mecanismo do efeito anticancerígeno do EGCG é a inibição da angiogênese e, assim, restringir a proliferação tumoral.
EGCG e seus efeitos antioxidantes
Inúmeros processos antioxidantes ocorrem no corpo humano e contribuem para a saúde, força e bem-estar. EGCG é um antioxidante. Os antioxidantes podem proteger contra danos celulares, eliminando os radicais livres e neutralizando-os. Os anéis fenol na estrutura do EGCG atuam como armadilhas de elétrons e eliminadores de radicais livres, inibem a formação de espécies reativas de oxigênio e, assim, reduzem os danos causados pelo estresse oxidativo.
EGCG e seus efeitos anti-inflamatórios
A inflamação pode ser causada por doenças, estresse crônico e poluição ambiental. O corpo reage a esses fatores de estresse com inflamação, que é caracterizada pela agregação de um grande número de células imunes nos locais inflamatórios, liberação de citocinas pró-inflamatórias e espécies reativas de oxigênio/nitrogênio (ROS/RNS). ROS/RNS estão relacionadas à ativação do fator de transcrição NF-B e da proteína ativadora-(AP-)1. Após a ativação, o NF-jB e o AP-1 são transferidos do citoplasma para o núcleo e regulam positivamente uma variedade de expressões gênicas inflamatórias, que subsequentemente causam uma resposta inflamatória exacerbada e danos teciduais.
O EGCG inibe a transmissão de NF-B e AP-1 que a expressão de iNOS e COX-2 é regulada negativamente principalmente pela eliminação de óxido nítrico, peroxinitrito e outras ROS/RNS e a produção de fatores inflamatórios é reduzida.
EGCG e seus efeitos na promoção da osteogênese
A osteoporose é uma doença grave caracterizada pela degeneração da matriz óssea e pela perda de densidade óssea. O EGCG mostra efeitos regulatórios no metabolismo ósseo. O EGCG pode induzir a apoptose de osteoclastos e inibir a formação de osteoclastos, bloqueando a geração de NF-B e IL-1b. Além disso, pode promover a formação de nódulos ósseos mineralizados.
[cf. Chenyu Chu; Jia Deng; Yi Man; Yili Qu (2017): Extratos de chá verde epigalocatequina-3-galato para diferentes tratamentos. BioMed Research International Vol. 2017]