Extração ultrassónica de compostos ativos de subprodutos da uva e do vinho

As uvas (Vitis vinifera) e os subprodutos da videira e do vinho são ricos em polifenóis e outras substâncias bioativas, que são compostos valiosos para a produção de suplementos medicinais e nutricionais. A extração ultrassónica permite o isolamento simples e altamente eficiente de compostos derivados da uva e da videira (por exemplo, bagaço de uva, grainhas, folhas, engaços e borras). A extração assistida por ultrassons é rápida, fiável e supera outros métodos de extração graças a rendimentos mais elevados, condições de extração mais suaves, tempos de extração mais curtos e custos mais baixos.

Extração ultrassónica de fitoquímicos da uva e da videira

Os subprodutos das vinhas e do processo de vinificação incluem polpa de uva, bagaço (películas e grainhas), borras, folhas de videira, engaços e sarmentos, que representam até 30–40% w/w de sólidos, na sua maioria descartados como resíduos sem serem aproveitados. Ao descobrir a riqueza em polifenóis e outros compostos bioativos destes subprodutos da uva e do vinho, a indústria utiliza cada vez mais estes materiais de origem vegetal para produzir extratos valiosos. O resveratrol, as antocianidinas, a proantocianidina, a quercitin e outras substâncias presentes nas uvas e na videira (Vitis vinifera) já são amplamente consumidos como suplementos medicinais e nutricionais. Como fonte de compostos benéficos para a saúde, os extratos de subprodutos de Vitis vinifera são utilizados nas indústrias farmacêutica e alimentar, apoiando simultaneamente a agricultura sustentável. A extração ultrassónica facilita a libertação dos compostos bioativos da uva e dos seus subprodutos. A extração assistida por ultrassons é uma técnica de extração há muito estabelecida, utilizada para compostos farmacêuticos e alimentares. Proporciona rendimentos de extrato muito elevados num procedimento de extração curto e funciona com qualquer solvente (por exemplo, água, etanol, isopropanol, hexano, etc.)

Extração ultrassónica de polifenóis de grainhas de uva

As grainhas de uva são ricas em proantocianidinas e são, por isso, uma excelente fonte para a produção de extratos de proantocianidinas destinados a suplementos medicinais e nutricionais. Thilakarathna e Rupasinghe (2022) conseguiram demonstrar a eficiência superior da sonicação a temperaturas elevadas controladas, que resultou em rendimentos de proantocianidinas mais elevados e num tempo de extração significativamente mais curto (ultrassons 53 min. versus extração convencional com solvente 150 h!).
A introdução de calor e sonicação reduziu significativamente o tempo de extração (tempo de sonicação de 53 min) e a quantidade necessária de etanol aquoso (10,14:1 v:w), aumentando consideravelmente o rendimento de PAC (16,1 mg CE/g FW versus 26,6 mg CE/g FW previstos). As condições ótimas finais foram 47% de etanol, uma relação s:s de 10:1 (v:w), um tempo de sonicação de 53 min e uma temperatura de extração de 60◦C.

Produção eficiente de extrato de folhas de videira por sonicação

As folhas da videira comum (Vitis vinifera) são ricas em resveratrol, antocianidinas, quercetina, isoquercetina e muitos outros compostos bioativos, que são frequentemente administrados sob a forma de extratos para fins medicinais e de saúde.
Foi demonstrado que a extração ultrassónica proporciona elevados rendimentos de extrato de espetro completo de folhas de videira, tornando assim o processo de extração muito eficiente. Foi demonstrado que o etanol aquoso é o solvente preferível para os extratos de videira, uma vez que possui uma excelente capacidade de dissolução das moléculas-alvo e não apresenta toxicidade. O processo de extração por ultrassons demora apenas alguns minutos e pode ser realizado tanto por lotes como em modo de fluxo contínuo.
Por exemplo, o resveratrol extraído de folhas de videira por ultrassons pode ser purificado utilizando uma coluna de carbono mesoporoso, o que aumenta a pureza do resveratrol de 2,1 para 20,6%. (cf. Sun et al., 2018)

Extração ultrassónica de estilbenoides de engaços de uva

O protocolo de extração ultrassónica de Piñeiro et al. (2013) resulta numa elevada recuperação de estilbenos como o trans-resveratrol, a ε-viniferina, o piceatanol e a vitisina B, que estão presentes sobretudo nos sarmentos de videira e nos engaços de uva.

Resumo gráfico do estudo sobre a extração ultrassónica de estilbenoides de engaços de uva.
(Estudo e imagem: Piñeiro et al., 2013)

Com o sonicador UP200S (200W, 24kHz), os principais estilbenoides presentes nos engaços de uva podem ser extraídos em 15 min, utilizando 75°C como temperatura de extração e etanol a 80% como solvente de extração, sem necessidade de uma etapa de limpeza com solvente orgânico. O método otimizado permitiu a análise simples e eficaz do teor de estilbenoides de 22 amostras de engaços de uva.

Gráfico dos efeitos principais sobre a recuperação média (área 10.000−1) por extração ultrassónica com o UP200S, aplicando vários parâmetros: piceatanol (a), trans-resveratrol (b), ε-viniferina (c) e vitisina-B (d).
(Estudo e gráficos: Piñeiro et al., 2013)

Cromatograma HPLC-DAD correspondente ao extrato de referência enriquecido em estilbenoides.
(Estudo e gráficos: Piñeiro et al., 2013)

Processadores ultrassónicos de elevado desempenho para extração de uva e videira

Os extratores da Hielscher Ultrasonics estão bem estabelecidos no domínio da extração botânica, independentemente dos materiais vegetais ou do solvente utilizados. Os produtores de extratos – tanto os fabricantes exclusivos de extratos de produção especializada como os produtores em massa em grande escala – encontram na vasta gama de equipamentos da Hielscher o equipamento de extração ultrassónica ideal para os seus requisitos de produção. Estão prontamente disponíveis configurações de processo por lotes e em linha contínua, que podem ser expedidas no próprio dia.

Extração de elevada eficiência com sonicadores Hielscher

Os extratores ultrassónicos Hielscher rompem eficazmente as células vegetais, aumentam a área superficial do material vegetal para a penetração do solvente e melhoram a transferência de massa, o que resulta na libertação rápida e completa dos fitoquímicos (metabolitos secundários). Concebidos tendo em conta a facilidade de utilização, os extratores Hielscher são instalados rapidamente e podem ser operados de forma segura e intuitiva.
 
A tabela abaixo dá uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos sonicadores: