Extração ultrassónica de capsaicina de malaguetas

• A capsaicina é o principal composto responsável pelo sabor e pelo caráter picante dos pimentos picantes, também conhecidos como malaguetas.
• Para produzir capsaicina de elevada qualidade como aromatizante e ingrediente medicinal, é necessária uma técnica de extração eficiente, mas suave, para evitar a degradação.
• A extração ultrassónica é um método de extração mecânica suave que proporciona elevados rendimentos de capsaicina num tempo de extração muito curto.

Ultrassons de elevado desempenho para extratos de capsaicina de elevada qualidade

A extração ultrassónica de capsaicinoides de malaguetas (p. ex., Capsicum frutescens) melhora significativamente o rendimento da extração. Os ultrassons de potência promovem a perfuração e a rutura das paredes celulares, bem como o inchamento e a hidratação, ao impelirem o solvente para o interior das células vegetais. Isto resulta numa maior transferência de massa das substâncias intracelulares (incluindo os capsaicinoides) das células vegetais para o solvente.
Como técnica de processamento puramente mecânica e não térmica, a extração ultrassónica evita a degradação térmica dos compostos termolábeis. A cavitação ultrassónica intensifica o processo de extração, proporcionando elevados rendimentos de extratos de qualidade superior. Os custos de investimento e de funcionamento dos equipamentos de extração ultrassónica são relativamente baixos e permitem um rápido retorno do investimento.

Extração ultrassónica de capsaicinoides – em modo descontínuo ou de fluxo contínuo

Processamento em lotes: Os processos de extração ultrassónica podem ser realizados como processos simples em lotes ou como tratamento em linha, em que o meio é alimentado continuamente através de um reator ultrassónico de fluxo contínuo.
O processamento em lotes é um procedimento simples, em que a extração é realizada lote a lote. A Hielscher Ultrasonics disponibiliza processadores ultrassónicos para lotes de pequena a grande dimensão, ou seja, de 1L a 120L.
Para o processamento de lotes de 5 a 10L, recomendamos o UP400ST com o sonotrodo S24d22L2D. (ver imagem à esquerda)
Para o processamento de lotes de aprox. 120L, recomendamos o UIP2000hdT com o sonotrodo RS4d40L4. (ver imagem no canto superior direito)

Fluxo contínuo: Para volumes maiores e para a extração comercial de capsaicina à escala plena, uma corrente líquida contínua contendo flocos de malagueta é alimentada através de um reator ultrassónico, onde a suspensão de solvente e matéria vegetal é submetida a sonicação intensa.
Para um volume de aprox. 8L/min., recomendamos o UIP4000hdT com o sonotrodo RS4d40L3 e a célula de fluxo pressurizável FC130L4-3G0.

Estudo de caso de extração ultrassónica de capsaicina

Olguín-Rojas et al. (2019) relatam um rendimento de isolamento de capsaicinoides superior a 96% utilizando três cultivares de Capsicum chinense Jacq. (malaguetas ‘Bode’, ‘Habanero’ e ‘Habanero Roxo’). Utilizaram o sonicador de sonda da Hielscher UP200S (200 W, 24 kHz) com a amostra imersa num banho de água com temperatura controlada. Uma amostra de 0,25g de Capsicum chinense foi colocada em contacto com 25mL de metanol durante 10 minutos e depois transferida para o banho de água a 50ºC, com uma amplitude de saída de 200 W e um ciclo de trabalho de 0,5sec. Em seguida, os extratos foram filtrados através de um filtro de seringa de nylon e analisados por cromatografia. Na análise, foram encontrados os cinco principais capsaicinoides (n-DHC, C, DHC, h-C e h-DHC). A extração ultrassónica proporciona um extrato de espetro completo com um amplo perfil de sabor.

Sganzerla et al. (2014) verificaram que a extração ultrassónica é um excelente método para a extração quantitativa e reprodutível de capsaicinoides de malaguetas utilizando metanol como solvente. Devido à sua simplicidade e eficiência, a extração ultrassónica pode ser aplicada à análise rápida de rotina de capsaicinoides em malaguetas.

Equipamento de extração ultrassónica

A Hielscher Ultrasonics é especializada no fabrico de processadores ultrassónicos de elevado desempenho para a produção de extratos de elevada qualidade a partir de matérias vegetais.

O vasto portefólio de produtos da Hielscher Ultarsonics abrange desde sonicadores de laboratório compactos e potentes até sistemas de bancada robustos e sistemas totalmente industriais, que fornecem ultrassons de alta intensidade para a extração e o isolamento eficientes de substâncias bioativas (p. ex., quercetina, cafeína, curcumina, terpenos, etc.). Todos os sonicadores digitais de 200W a 16 000W dispõem de um menu intuitivo com definições programáveis, um ecrã tátil a cores para controlo digital, um cartão SD integrado para registo automático de dados, controlo remoto através do navegador e muitas outras funcionalidades fáceis de utilizar. Os sonotrodos e as células de fluxo (as peças que estão em contacto com o meio) podem ser esterilizados em autoclave e são fáceis de limpar. Todos os nossos sonicadores são concebidos para funcionamento 24/7, requerem pouca manutenção e são fáceis e seguros de utilizar.
Um ecrã digital a cores permite um controlo fácil do sonicador. Os nossos sistemas são capazes de fornecer amplitudes desde baixas até muito elevadas. Para a extração de polifenóis e de outros fitoquímicos bioativos, como os capsaicinoides, disponibilizamos sonotrodos ultrassónicos especiais (também conhecidos como sondas ou cornetas ultrassónicas) otimizados para o isolamento suave de substâncias ativas de elevada qualidade. A robustez dos equipamentos ultrassónicos da Hielscher permite o funcionamento 24/7 em condições de serviço intensivo e em ambientes exigentes.
O controlo preciso dos parâmetros do processo ultrassónico assegura a reprodutibilidade e a normalização do processo.

A tabela abaixo dá uma indicação da capacidade aproximada de processamento dos nossos sonicadores: