Extractos superiores de catequina com ultra-sons

Fatos, vale a pena conhecer

Extração por ultra-sons – Princípio de funcionamento

A extração por ultra-sons é um método mecânico para libertar e isolar compostos intracelulares de matrizes celulares, tais como células vegetais. Quando ondas de ultra-sons de alta potência são acopladas a uma pasta (por exemplo, constituída por partículas de plantas maceradas em água ou solvente), as ondas de ultra-sons altamente energéticas geram cavitação. O fenómeno da cavitação conduz localmente a temperaturas extremas, pressões, taxas de aquecimento/arrefecimento, diferenciais de pressão e elevadas forças de cisalhamento no meio. Quando as bolhas de cavitação implodem na superfície dos sólidos (tais como partículas, células vegetais, tecidos, etc.), os microjactos e a colisão interparticular geram efeitos como a descamação da superfície, a erosão e a quebra das partículas. Além disso, a implosão de bolhas de cavitação em meios líquidos cria macro-turbulências e micro-misturas.
A irradiação ultra-sónica representa uma forma eficiente de melhorar os processos de transferência de massa, uma vez que a sonicação resulta em cavitação e nos seus mecanismos relacionados, tais como micromovimentos por jactos de líquido, compressão e descompressão no material com a subsequente rutura das paredes celulares, bem como elevadas taxas de aquecimento e arrefecimento.

Extração ultra-sônica de células vegetais: a seção transversal microscópica (TS) mostra o mecanismo de ações durante a extração ultra-sônica de células (ampliação 2000x) [recurso: Vilkhu et al. 2011]

Ultrassom de material vegetal fragmenta a matriz de células vegetais e aumenta a hidratação do mesmo. Chemat et al. (2015) concluem que a extração ultra-sônica de compostos bioativos de botânicos é o resultado de diferentes mecanismos independentes ou combinados, incluindo fragmentação, erosão, capilaridade, detexturação e sonoporação. Estes efeitos perturbam a parede celular, melhoram a transferência de massa empurrando o solvente para dentro da célula e sugando o solvente carregado de fito-composto para fora, e asseguram o movimento líquido por micro-mistura.

Quais são as principais vantagens da extração por ultra-sons?

• Processo rápido e alto rendimento
• Baixo consumo de energia
• Redução do custo de processamento
• Tecnologia não térmica
• Maior pureza
• Tecnologia verde

Cavitação acústica e seus efeitos

No líquido, as ondas de ultra-sons criam ciclos intensos e alternados de alta pressão/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, em que a bolha não consegue absorver mais energia. Neste ponto, a bolha implode violentamente. Durante a implosão da bolha ocorrem condições extremas, tais como temperaturas elevadas até 5000K, pressões até 2000atm, taxas de aquecimento/arrefecimento e diferenciais de pressão muito elevados. 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 é confinada a uma zona muito pequena, também chamada "ponto quente". A implosão da bolha de cavitação também resulta em microturbulências, jactos de líquido com velocidades até 280 m/s e as consequentes forças de cisalhamento. Este fenómeno é conhecido como cavitação ultra-sónica ou acústica.

A extração por ultra-sons baseia-se na cavitação acústica e nas suas forças de cisalhamento hidrodinâmicas

catequinas

O chá verde é conhecido por ser rico em polifenóis como o ácido cafeico, o ácido gálico, a catequina, a epicatequina, a galocatequina, o galato de catequina, o galato de galocatequina, o galato de epicatequina, a epigalocatequina e o galato de epigalocatequina (EGCG), o que faz do chá verde um alimento popular para a saúde, consumido como bebida e como extrato. A EGCG é uma catequina bem conhecida, que está presente em grandes quantidades nas folhas secas do chá verde (7380 mg por 100 g), do 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 maioritariamente convertidas em teaflavinas e tearubiginas através de polifenol oxidases.

Benefícios para a saúde do galato de epigalocatequina (EGCG)

Do grupo das catequinas, o galato de epigalocatequina (EGCG) é o mais investigado e o mais prometedor. Desde efeitos anticancerígenos, antioxidantes, anti-inflamatórios, anti-fibrose, anti-colagenase até efeitos de reforço do sistema imunitário e anti-envelhecimento, a EGCG apresenta muitos benefícios e é, por isso, consumida sob a forma de bebidas de chá verde, bem como sob a forma de suplementos alimentares, como cápsulas, pós, comprimidos, etc.
Estudos de investigação sugerem que as catequinas, como o galato de epigalocatequina (EGCG), podem reduzir a inflamação e prevenir certas doenças crónicas, como as doenças cardíacas, a diabetes e algumas formas de cancro.

EGCG e os seus efeitos anticancerígenos

Uma vez que o cancro é uma doença frequentemente fatal, as propriedades anticancerígenas do EGCG estão a ser objeto de intensa investigação. Estudos sugerem que o EGCG pode inibir a tumorigénese, reduzindo ou eliminando os efeitos carcinogénicos. Há descobertas que sugerem que o EGCG previne a tumorigénese hepática relacionada com a obesidade induzida pela dietilnitrosamina, inibindo o eixo IGF/IGF-1R, melhorando a hiperinsulinemia e atenuando a inflamação crónica. Outro mecanismo do efeito anticancerígeno do EGCG é a inibição da angiogénese e, por conseguinte, a contenção da proliferação tumoral.

EGCG e os seus efeitos antioxidantes

Inúmeros processos anti-oxidativos ocorrem no corpo humano e contribuem para a saúde, a força e o bem-estar. O EGCG é um antioxidante. Os antioxidantes podem proteger contra os danos celulares, eliminando os radicais livres e neutralizando-os. Os anéis de fenol na estrutura do EGCG actuam como armadilhas de electrões e eliminadores de radicais livres, inibem a formação de espécies reactivas de oxigénio e reduzem, assim, os danos causados pelo stress oxidativo.

EGCG e os seus efeitos anti-inflamatórios

A inflamação pode ser causada por doenças, stress crónico e poluição ambiental. O organismo reage a esses factores de stress com inflamação, que se caracteriza pela agregação de um grande número de células imunitárias nos locais de inflamação, pela libertação de citocinas pró-inflamatórias e de espécies reactivas de oxigénio/nitrogénio (ROS/RNS). As ROS/RNS estão relacionadas com a ativação do fator de transcrição NF-B e da proteína activadora-(AP-)1. Após a ativação, o NF-jB e a AP-1 são transferidos do citoplasma para o núcleo e regulam positivamente uma variedade de expressões de genes inflamatórios, que subsequentemente causam uma resposta inflamatória exacerbada e danos nos tecidos.
A EGCG inibe a transmissão de NF-B e AP-1, que a expressão de iNOS e COX-2 é desregulada principalmente pela eliminação de óxido nítrico, peroxinitrito e outras ROS/RNS e a produção de factores inflamatórios é reduzida.

EGCG e os seus efeitos na promoção da osteogénese

A osteoporose é uma doença grave caracterizada pela degeneração da matriz óssea e pela perda de densidade óssea. A EGCG apresenta efeitos reguladores no metabolismo ósseo. A EGCG pode induzir a apoptose dos 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 Epigallocatechin-3-gallate para diferentes tratamentos. BioMed Research International Vol. 2017]