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Extração ultra-sónica de curcurmina

A curcumina é um fitoquímico farmacológico e nutricional presente nos rizomas da Curcuma longa. A fim de obter rendimentos elevados de curcumina, os extractores de ultra-sons são utilizados como a técnica de extração mais eficiente. A extração ultra-sónica resulta em curcumina de qualidade superior e rendimentos muito elevados. Simultaneamente, a sonicação requer apenas um curto tempo de processamento do rizoma de cúrcuma.

Isolamento ultrassónico da curcumina

A extração ultra-sónica é uma técnica altamente eficiente para libertar e isolar a curcumina da curcuma.A extração por ultra-sons é uma alternativa altamente eficiente às técnicas de extração convencionais, como a maceração, a extração por solventes a quente ou a extração por Soxhlet.
Isolamento ultrassónico de curcumina e curcuminóides da planta de curcuma (por exemplo Curcuma longa, Curcuma amada) é um processo eficiente, rápido e fácil. Em comparação com a extração de Soxhlet e a extração em lote convencional, a extração assistida por ultra-sons destaca-se com um rendimento de curcumina significativamente aumentado num tempo de extração mais curto.
Para a extração ultra-sónica de fitoconstituintes, podem ser utilizados vários solventes, tais como água, solventes aquosos, etanol, metanol, glicerina, etc. Para a extração da curcumina, a água, o etanol e os triacilgliceróis são solventes eficazes e seguros, que resultam num elevado rendimento do extrato.

Benefícios da extração ultra-sónica de curcumina:

  • rendimento elevado
  • extração rápida
  • Recuperação mais completa
  • funcionamento seguro
  • Fácil implementação
A extração ultra-sónica é uma técnica altamente eficiente para o isolamento da curcurmina bioactiva da cúrcuma

Ultrasonicador UIP1000hdt com célula de fluxo para extração de curcurmina

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Nesta apresentação, damos-lhe a conhecer o fabrico de extractos botânicos. Explicamos os desafios da produção de extractos botânicos de alta qualidade e como um sonicador pode ajudá-lo a ultrapassar esses desafios. Esta apresentação irá mostrar-lhe como funciona a extração por ultra-sons. Aprenderá quais os benefícios que pode esperar ao utilizar um sonicador para extração e como pode implementar um extrator de ultra-sons na sua produção de extractos.

Extração botânica por ultra-sons - Como utilizar sonicadores para extrair compostos botânicos

Miniatura de vídeo

 

Processo de extração por ultra-sons

Os sonicadores de última geração da Hielscher permitem o controlo total dos parâmetros do processo, como a amplitude, a temperatura, a pressão e a entrada de energia.
Para a extração por ultra-sons, os parâmetros periféricos, tais como o tamanho das partículas da matéria-prima, o tipo de solvente, a relação sólido-solvente e o tempo de extração, podem ser facilmente variados e optimizados para obter os melhores resultados.
Uma vez que a extração ultra-sónica é um método de extração não térmico, a degradação térmica dos ingredientes bioactivos é evitada.
Em geral, as vantagens como o elevado rendimento, o curto tempo de extração, a baixa temperatura de extração e as pequenas quantidades de solvente fazem da sonicação o método de extração superior.
 

Extração ultra-sónica de curcumina de tumeric usando solvente hexano. Os compostos bioactivos e o solvente são depois separados por rotovap.

Extração ultra-sónica de curcumina com o UP400ST e subsequente separação dos princípios bioactivos do solvente (recuperação do solvente) através de um evaporador rotativo

Extração ultra-sônica de curcumina de açafrão foi encontrado para ser mais eficiente quando a sonicação foi aplicada em uma configuração em linha contínua, usando uma célula de fluxo ultra-sônico. As temperaturas do processo na gama de 60 a 80 ° C são benéficas para aumentar o rendimento do extrato.
Eficiência de processo superior: A extração por ultra-sons destaca-se como uma técnica sustentável que requer apenas um investimento moderado em equipamento de ultra-sons. O processo ultrassónico pode ser escalado linearmente até à produção industrial. Os custos do solvente e da energia para o processo ultrassónico são muito baixos. Outras vantagens importantes são a operação fácil e segura, os custos económicos e a reprodutibilidade, que é crucial para uma produção padronizada.

Formulação lipossomal por ultra-sons

A curcumina é uma molécula hidrofóbica e lipossolúvel. Isto significa que a curcumina deve ser formulada num sistema de transporte do fármaco, como lipossomas, nanoemulsões, nanoesferas, nanopartículas poliméricas ou complexos fito-fosfolípidos. As soluções aquosas de curcumina podem ser preparadas por adição de tensioactivos, lípidos, albuminas, ciclodextrinas, biopolímeros, etc. A preparação ultra-sónica de nanoemulsões e suspensões uniformes é uma técnica muito eficaz para formular a curcumina em complexos de suporte de fármacos. Os transportadores de fármacos aumentam a solubilidade, a absorção, a farmacocinética e a biodisponibilidade da curcumina. Ao formular a curcumina em nano-complexos, a solubilidade em água aumenta cerca de 98000 vezes (em comparação com a curcumina livre em água). A nanocomplexação melhorou consideravelmente a biodisponibilidade e a estabilidade de armazenamento da curcumina.
Clique aqui para saber mais sobre o encapsulamento ultrassónico em lipossomas!

Os sistemas de extração por ultra-sons são utilizados para extrair o gingerol e outros compostos promotores de saúde do gengibre. O vídeo mostra o UP100H na extração de gengibre.

Extração ultra-sônica de gengibre seco usando o UP100H

Miniatura de vídeo

equipamento de extração por ultra-sons

Hielscher Ultrasonics é o seu parceiro para processos de extração de plantas. Quer pretenda extrair pequenas quantidades para investigação e análise ou processar grandes volumes para produção comercial, temos o extrator de ultra-sons adequado para si. O nosso Homogeneizadores ultra-sónicos de laboratório bem como o nosso ultrassons de bancada e industriais são robustos, fáceis de utilizar e concebidos para funcionar 24 horas por dia, 7 dias por semana, em plena carga. Uma vasta gama de acessórios tais como sonotrodos (sondas/chifres ultra-sónicos) com diferentes tamanhos e formas, células de fluxo e reactores e boosters permitem a configuração ideal para o seu processo de extração específico.
Todas as máquinas de ultra-sons digitais estão equipadas com um ecrã tátil a cores, um cartão SD integrado para o registo automático de dados e um controlo remoto por browser para uma monitorização abrangente do processo. Com os sofisticados sistemas de ultra-sons da Hielscher, a elevada normalização dos processos e o controlo de qualidade tornam-se simples.
Contacte-nos hoje para discutir os requisitos do seu processo de extração! Teremos todo o gosto em ajudá-lo com a nossa longa experiência em extracções botânicas!

Extrator de ultra-sons UIP4000hdT para a extração de alto rendimento de plantas, por exemplo, para produzir extractos de curcumina

Sonicator UIP4000hdT para a produção em linha de extractos de curcumina de alta qualidade

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UIP16000 - Dispersor ultrassónico industrial de 16kW (Clique para ampliar!)

Sonicador industrial UIP16000hdT para extração em linha de fitoquímicos de plantas


Protocolo: Nano-Encapsulação ultra-sónica de curcumina

Preparação de nanopartículas carregadas com curcumina

As nanopartículas carregadas de curcumina são sintetizadas utilizando a técnica de miniemulsificação-evaporação. O procedimento varia consoante o encapsulante utilizado, conforme descrito abaixo. A formulação utilizada foi de 22,400 g de água, 0,180 g de lecitina, 11,500 g de diclorometano e 0,390 g de encapsulante (Poli(L-ácido lático) PLLA, 4.000 g/gmol ou poli(ácido metacíclico - co-metil metacrilato Eudragit S100, 125.000 g/gmol ou uma mistura destes são utilizados como encapsulante). Não é necessário qualquer co-estabilizador, uma vez que se sabe que os polímeros pré-formados são eficazes na prevenção da degradação da emulsão por difusão.
A sonda ultra-sónica UP50H é utilizada para encapsular a curcumina em nanopartículas, a fim de melhorar a sua biodisponibilidadeQuando o PLLA é utilizado como encapsulante, o PLLA e a lecitina são dissolvidos em diclorometano durante 10 minutos e, em seguida, é adicionada curcumina e misturada durante 5 minutos (1, 3, 6, 18 wt% da massa total do encapsulante). Esta solução foi adicionada à água destilada sob agitação suave. A macroemulsão formada é submetida a ultra-sons com um homogeneizador ultrassónico como o UP100H durante 180 segundos em ciclos de impulsos (30 segundos de sonicação, 10 segundos de pausa). Em seguida, o solvente é evaporado durante 18 horas a 40°C. Quando o PLLA e o Eudragit S100 foram utilizados em conjunto como encapsulante, o Eudragit S100 foi dissolvido em diclorometano a 60°C durante 20 minutos. Depois disso, a mistura foi arrefecida e o solvente evaporado foi adicionado novamente.

Literatura / Referências

Fatos, vale a pena conhecer

Os ultra-sons e os seus efeitos de extração

A extração assistida por ultra-sons baseia-se no princípio de Cavitação acústica. Quando os ultra-sons de alta potência (baixa frequência, US de alta intensidade) são acoplados a um meio líquido ou pastoso, as ondas criam ciclos alternados de alta pressão (compressão) e baixa pressão (rarefação). Durante estes ciclos de alta pressão / baixa pressão, surgem bolhas de vácuo que crescem ao longo de vários ciclos. No momento em que as bolhas não conseguem absorver mais energia, implodem violentamente. Esta implosão de bolhas e os seus efeitos são conhecidos como cavitação acústica. A cavitação gera microjactos, forças de cisalhamento, ondas de choque/diferenciais de pressão elevados, formação de radicais, temperaturas extremas e fluxo acústico. Estas condições intensas quebram as paredes das células e a transferência de massa é elevada, de modo que o material intracelular é transferido para o solvente.

Solventes suaves e não tóxicos

Os extractos de ervas utilizados para fins medicinais e nutricionais estão a suscitar um interesse crescente como remédios farmacológicos e como suplementos nutricionais (nutracêuticos). Para libertar os compostos desejados do material vegetal, este deve ser dissolvido num solvente. Quando os extractos visados são removidos da maior parte do material vegetal e transferidos para o solvente, o extrato pode ser concentrado. A extração por ultra-sons pode ser aplicada como uma metodologia sem solventes, utilizando água como solvente. As extracções de álcool e glicerina são também não tóxicas e eficazes, sendo frequentemente utilizadas para a extração de ingredientes alimentares, farmacêuticos e cosméticos.
No que diz respeito à produção de extractos altamente potentes, saudáveis e não tóxicos, é importante utilizar um método de extração eficiente, que permita a utilização de solventes suaves e não tóxicos, como a água, os triacilgliceróis ou o álcool.
Clique aqui para saber mais sobre os solventes utilizados nos processos de extração por ultra-sons!

curcumina

A curcumina é uma oleorresina da curcuma e um pigmento natural que se encontra nos rizomas da planta da cúrcuma. Outros compostos curcuminóides importantes são a desmetoxicurcumina (DMC) e a bisdemetoxicurcumina (BDMC).
A curcumina (fórmula química C21H20O6) pode ser extraído de Curcuma longa, Curcuma amada, Curcuma ochrorhiza Val. ou sintetizados quimicamente.
A curcumina é capturada na rede polissacarídeo-lignina da curcuma. Por conseguinte, é necessária uma técnica de extração potente, como a sonicação, para quebrar as paredes celulares, de modo a que o fitoquímico bioativo seja libertado.
Estudos demonstraram que o composto ativo piperina, que se encontra na pimenta preta, aumenta a biodisponibilidade da curcumina em mais de 2000%.

açafrão-da-terra

Açafrão-da-terra (Curcuma longa) é uma planta herbácea perene da família do gengibre Zingiberaceae. É originária da Índia e do Sudeste Asiático. Os rizomas da planta da curcuma são colhidos para serem utilizados como especiaria e medicamento.
A curcuma é a especiaria que dá ao caril a sua cor amarela intensa e é utilizada na Índia há milhares de anos como especiaria culinária e como medicamento ayurvédico. A curcuma em pó é caracterizada por um sabor quente, amargo, semelhante ao da pimenta e um aroma a terra.
O açafrão-da-terra em pó ou em pasta é utilizado para preparar uma bebida quente popular – o chamado “leite de açafrão” OU “leite dourado” – que é preparado com leite ou alternativas ao leite não lácteo, como leite de soja, de amêndoa ou de coco.
A curcuma é apreciada pelos seus efeitos antioxidantes, anti-inflamatórios e analgésicos.
Para além das utilizações culinárias e medicinais, a curcuma é utilizada como corante natural.

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