Extração ultrassónica de ervas ayurvédicas

As ervas e especiarias contêm muitos compostos bioativos, que são utilizados como remédios e agentes terapêuticos nas práticas de Ayurveda. A sonicação é uma técnica de extração superior para produzir extratos de elevada qualidade. As vantagens da extração ultrassónica são os rendimentos muito elevados, a extração rápida e um tratamento suave e não térmico, que permite obter compostos bioativos intactos.

Porquê a extração ultrassónica?

A extração ultrassónica é uma técnica suave e não térmica, baseada na cavitação. Os sonicadores Hielscher permitem controlar com precisão todos os parâmetros de sonicação (como a amplitude, a temperatura, a pressão e a intensidade). Isto garante que os compostos extraídos não se degradam durante o processo de extração, o que é crucial para a extração e preparação de tinturas medicinais.
As substâncias bioquímicas libertadas por ultrassons são de elevada qualidade e apresentam uma biodisponibilidade extraordinária. A extração assistida por ultrassons aumenta o rendimento e reduz o tempo de extração. Outras vantagens importantes são as baixas temperaturas de processamento (isto é, 20℃, uma temperatura significativamente inferior à da extração tradicional) e a utilização de solventes ecológicos (isto é, água e etanol).

Nesta apresentação, damos a conhecer o fabrico de extratos vegetais. Explicamos os desafios da produção de extratos vegetais de alta qualidade e como um sonicador pode ajudar a superá-los. Esta apresentação mostra como funciona a extração ultrassónica. Ficará a conhecer as vantagens que pode esperar da utilização de um sonicador na extração e como integrar um extrator ultrassónico na sua produção de extratos.

Compostos fitoquímicos nanoformulados em produtos ayurvédicos

Para obter a melhor biodisponibilidade, os fitocompostos das ervas devem apresentar dimensões moleculares para serem transportados para o interior das células humanas. Os fitossomas (farmacossomas) são complexos fosfolipídicos farmacológicos nos quais são incorporadas as substâncias bioativas da erva. Os fitossomas podem ser formulados como suspensões, lipossomas, emulsões, micro/nanodispersões aquosas, cremes, loções, géis, pílulas, cápsulas, pós, grânulos ou comprimidos. Com a tecnologia de extração e formulação ultrassónica, a preparação ideal de substâncias com elevada biodisponibilidade pode ser facilmente integrada na produção.
Para ervas como o cardo-mariano, o ginkgo biloba, as sementes de uva, o chá verde, o espinheiro-alvar e o ginseng, já está cientificamente comprovado que as formas de dosagem à escala nanométrica, como nanopartículas poliméricas, lipossomas, micelas, nanoesferas, nanocápsulas, nanopartículas lipídicas sólidas e nanoemulsões, são significativamente mais eficazes.

Vantagens:

Elevada qualidade
Elevado rendimento
Extração rápida
Suave, não térmica
Maior estabilidade
Processo normalizado
Segura
Fácil de operar
CIP / SIP

Preparação ultrassónica de tónicos ayurvédicos

Na Ayurveda e na medicina asiática, as ervas são utilizadas sobretudo em combinações de múltiplas preparações vegetais, que constituem fórmulas normalizadas, mas passíveis de individualização. Estas formulações de ervas e especiarias ayurvédicas são frequentemente combinadas num tónico concentrado ou num óleo aromático para obter um medicamento altamente eficaz. (Uma formulação muito conhecida é a Triphala, composta por Amalaki, Haritaki e Bibhitaki).
Além dos tónicos, as ervas e especiarias são preparadas sob a forma de pastas de especiarias ayurvédicas, utilizadas na culinária. Estas pastas de especiarias e molhos (por exemplo, pasta de especiarias ayurvédicas, molho masala, chutneys, etc.) conferem às refeições um aroma maravilhoso e atuam simultaneamente como remédios.

Veja no vídeo abaixo uma comparação entre a extração ultrassónica e a maceração convencional de folhas frescas de tanchagem-lanceolada em água. A sonicação não só produz um extrato potente de tanchagem-lanceolada em segundos, como a cor do extrato também indica uma diferença de qualidade. Enquanto o extrato ultrassónico apresenta uma cor verde intensa, o extrato macerado durante 20 dias apresenta uma cor acastanhada que aponta para uma degradação oxidativa dos compostos bioativos.

Neste breve vídeo, comparamos a extração ultrassónica em água fria com o sonicador de sonda Hielscher UP200Ht com a maceração tradicional durante 20 dias. Enquanto a maceração convencional requer semanas para extrair compostos bioativos de folhas frescas de tanchagem-lanceolada, a extração ultrassónica com sonda liberta-os em poucos segundos. Ao comparar o extrato obtido por maceração tradicional com o extrato ultrassónico, é evidente que o extrato sonicado apresenta uma cor verde intensa, enquanto o extrato macerado apresenta uma tonalidade acastanhada, sugerindo a degradação oxidativa dos compostos bioativos. A cor verde intensa do extrato ultrassónico de tanchagem-lanceolada evidencia a eficiência superior da tecnologia ultrassónica na produção de um extrato de espetro completo. A extração ultrassónica de compostos vegetais é mais rápida, mais potente e mais eficiente. A extração ultrassónica altamente eficiente com o UP200Ht produz um extrato de tanchagem-lanceolada de espetro completo.

Ultrassons de potência para a extração de plantas

Os ultrassons de alta intensidade são uma técnica de processamento comum nas indústrias alimentar, química e farmacêutica. A homogeneização, a emulsificação, a conservação e a extração são processos típicos que beneficiam muito da sonicação. A sonicação é utilizada para misturar sumos, molhos e pastas, melhorando a sua estabilidade, e para extrair compostos de sabor e aroma, bem como substâncias bioativas como polifenóis, polissacáridos, antioxidantes, vitaminas e outros compostos nutricionais ou farmacológicos.
Os ultrassons de potência são uma tecnologia de intensificação de processos que supera os métodos de extração tradicionais, como a maceração, a hidrodestilação ou a extração Soxhlet, graças a um rendimento superior, uma extração mais rápida, condições de processamento suaves e uma elevada qualidade dos extratos. Ao controlar e ajustar a intensidade dos ultrassons, os medicamentos à base de ervas podem ser preparados como compostos de dimensões submicrométricas e nanométricas – garantindo a máxima biodisponibilidade.
Por conseguinte, a sonicação é a técnica preferida para a preparação de medicamentos ayurvédicos modernos à base de ervas.

Normalização da extração

Com os sonicadores Hielscher, pode controlar com precisão todos os parâmetros importantes de extração e os fatores que a influenciam. Isto ajuda a estabelecer um processo de extração normalizado que permite produzir extratos fiáveis e de qualidade constantemente elevada.

Equipamento de extração ultrassónica

A Hielscher Ultrasonics é o fabricante líder de sistemas de extração ultrassónica. Com milhares de máquinas de extração ultrassónica instaladas em todo o mundo, a Hielscher é o seu parceiro de confiança tanto para o equipamento como para a consultoria e o desenvolvimento de projetos.
A nossa gama de produtos inclui sistemas ultrassónicos para volumes de processamento desde pequenos até muito grandes. Acessórios como diferentes sonotrodos (sondas / cornetas ultrassónicas), amplificadores de amplitude e células de fluxo permitem uma configuração ideal do processo. A nossa equipa de técnicos, engenheiros de processos e bioquímicos com vasta experiência presta-lhe aconselhamento e acompanha-o desde a avaliação da viabilidade até ao aumento de escala e à instalação.

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Temas relacionados

Bibliografia / Referências

Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
Sánchez-Hernández E., Balduque-Gil J., González-García V., Barriuso-Vargas J.J., Casanova-Gascón J., Martín-Gil J., Martín-Ramos P. (2023): Phytochemical Profiling of Sambucus nigra L. Flower and Leaf Extracts and Their Antimicrobial Potential against Almond Tree Pathogens. International Journal of Molecular Sciences, 2023.
Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsed Ultrasound-Assisted Extraction as an Alternative Method to Conventional Maceration for the Extraction of the Polyphenolic Fraction of Ribes nigrum Buds: A New Category of Food Supplements Proposed by The FINNOVER Project. Foods. 8. 466; 2019
Cares, M.G. et al. (2010): Ultrasonically assisted Extraction of bioactive principles from Quillaja Saponaria Molina. Physics Procedia 3, 2010. 169–178.
Liu, D. et al. (2011): Extraction of polyphenols from grape seeds by unconventional methods and extract concentration through polymeric membrane. ICEF 2011.
Mason, Th.; Chemat, F.; Vinatoru, M. (2011): The Extraction of Natural Products using Ultrasound or Microwave. Current Organic Chemistry Vol. 15, No. 2, 2011. 237-247.

Informações úteis

Cavitação ultrassónica e os seus efeitos na extração

Quando ondas ultrassónicas de alta intensidade e baixa frequência são acopladas a líquidos ou pastas, ocorre cavitação. A cavitação ultrassónica ou acústica é a
A cavitação ultrassónica perfura e rompe as paredes e membranas celulares, aumentando assim a permeabilidade e a rutura das membranas celulares. Além disso, o solvente pode entrar na célula, transportando óleos essenciais e compostos bioativos do interior da célula para o solvente circundante. Deste modo, as substâncias bioquímicas retidas na célula são libertadas para o solvente circundante e podem ser separadas posteriormente. A melhoria da transferência de massa entre a célula vegetal e o solvente (por exemplo, água, álcool, etanol) permite produzir extratos de elevada potência.
A extração ultrassónica é uma forma de extração sólido-líquido e pode ser combinada com outras técnicas de extração, como hidrodestilação, Soxhlet, extração com fluidos supercríticos (SFE), micro-ondas, etc., para aumentar a capacidade do equipamento de extração existente e beneficiar dos efeitos sinérgicos dos ultrassons. Com o seu desempenho excecional em termos de recuperação / rendimento da extração, velocidade de extração e qualidade dos extratos, a sonicação é a técnica moderna para o fabrico de medicamentos ayurvédicos à base de ervas. A extração ultrassónica liberta constituintes fitoquímicos com elevada biodisponibilidade e atividade antioxidante. Quando comparada com métodos de produção alternativos, a sonicação resulta nos teores mais elevados de fenóis, flavonoides, não flavonoides, clorofilas totais, carotenoides totais, terpenoides e fitoesteróis, bem como na maior capacidade de neutralização de radicais.

„A utilização de ultrassons pode melhorar o processo de extração, aumentando a transferência de massa entre o solvente e o material vegetal. Além disso, o colapso das bolhas de cavitação proporciona uma melhor rutura celular através da formação de microjatos, devido ao colapso assimétrico das bolhas junto de uma superfície sólida. Isto permite uma melhor penetração do solvente no próprio corpo da planta e também pode romper as paredes celulares. Consequentemente, a utilização de ultrassons na extração de plantas oferece vantagens em termos de maior transferência de massa, melhor penetração do solvente, menor dependência do solvente utilizado, extração a temperaturas mais baixas, velocidades de extração superiores e maiores rendimentos de produto. Estas características tornam a sonicação uma opção atrativa para muitas extrações e, para o aumento de escala, deve ser utilizada na própria unidade de extração, onde o material vegetal está em contacto direto com o solvente, por exemplo, na extração de antioxidantes do alecrim.” [Mason et al. 2011]

Efeitos da extração ultrassónica

Melhor difusão
Melhor transferência de massa
Rutura das células vegetais
Melhor penetração do solvente
Efeito sonocapilar

A extração ultrassónica também é utilizada para a preparação de tinturas espagíricas! Saiba mais sobre a preparação de tinturas espagíricas assistida por ultrassons, incluindo protocolos e recomendações!

Ayurveda

A Ayurveda é a abordagem holística à saúde e ao bem-estar. Baseada em conhecimentos ancestrais sobre a interação entre as ervas e a saúde, a prática ayurvédica utiliza remédios naturais. A Ayurveda e o estudo das ervas estão intimamente ligados: as propriedades medicinais e curativas de centenas de ervas, especiarias e matérias vegetais fazem parte do sistema ayurvédico de tratamento com ervas. Os tónicos, óleos e misturas ayurvédicos podem ser administrados internamente como medicamentos, suplementos ou alimentos, bem como aplicados externamente através da pele (por exemplo, óleos, loções, pomadas) ou, na aromaterapia, até através da mucosa das vias respiratórias.

Ervas ayurvédicas

Na medicina tradicional, são amplamente utilizados remédios de origem vegetal feitos a partir de ervas, especiarias, raízes e flores.
Cada planta é conhecida pelos seus efeitos específicos, por exemplo, melhorar a digestão, atuar como substância anti-inflamatória ou antibacteriana, aliviar a dor, aliviar problemas respiratórios, melhorar a saúde em geral, etc.

A curcuma (Curcuma longa), os cominhos, o ajwain, os coentros, o funcho, o saunf, a hortelã, as sementes de mostarda, o cravinho, a assafétida (hing), o feno-grego, a pimenta-preta, o gengibre, o cardamomo, as folhas de louro, a canela, a noz-moscada, a triphala e a pimenta-de-caiena são matérias vegetais populares utilizadas para melhorar a digestão e o metabolismo. São administradas para limpar o organismo, eliminando ama (o subproduto de uma má digestão), e prevenir ou curar problemas digestivos.

Os compostos fitoquímicos presentes na ashwagandha (Withania somnifera), no manjericão-sagrado, no alcaçuz e na cereja-de-inverno são bem conhecidos por melhorarem o desempenho, a saúde em geral e a longevidade, aumentando a energia, a força e o bem-estar. Conhecidos como adaptogénios, estes compostos fitoquímicos reforçam a resistência do organismo ao stress.
A curcuma é uma das matérias vegetais ayurvédicas mais importantes. Contém curcuminoides e curcumina. Estes compostos são conhecidos pelos seus múltiplos benefícios para a saúde humana, como a melhoria da função cerebral, a elevada atividade antioxidante, o alívio de inflamações (por exemplo, artrite reumatoide) e a prevenção do cancro. A curcumina despertou muita atenção na medicina ocidental tradicional e na farmacologia devido ao seu efeito de combate ao cancro. Como tanto os curcuminoides como a curcumina são pouco solúveis em água, devem ser encapsulados em lipossomas. Clique aqui para saber mais sobre a encapsulação ultrassónica e a preparação de lipossomas!
A moringa (também conhecida como shigru ou árvore das baquetas) é utilizada pelas suas propriedades antifúngicas, antivirais e desintoxicantes. Rica em antioxidantes e vitamina A, a moringa é considerada um superalimento.

A manjistha e o neem contêm substâncias desintoxicantes, que limpam e purificam o organismo.
O melão-amargo (Momordica charantia) e a noz-de-areca são utilizados com sucesso para tratar a resistência à insulina e a diabetes.
O manjericão-sagrado (também conhecido como Tulsi; Ocimum sanctum) é utilizado pelos seus efeitos inflamatórios, antipiréticos e analgésicos.
As sementes de kalonji, a árvore siris, e são conhecidas pelos seus efeitos benéficos no sistema respiratório.

Ervas ayurvédicas para doshas específicos

Na Ayurveda, cada pessoa é classificada de acordo com o seu tipo de dosha. Existem três tipos de dosha – Vata, Pitta e Kapha. Para cada tipo de dosha existem ervas que são extraordinariamente benéficas. Encontre abaixo as ervas e especiarias mais importantes para cada tipo de dosha:
VATA: Ashwagandha, Triphala, Gengibre, Canela, Cominhos
PITTA: Amalaki, Triphala, Yashtimadhu, Guduchi, Shatavari
KAPHA: Curcuma, Haritaki, Triphala, Gengibre, Cravinho

Efeito sonocapilar

O efeito sonocapilar / efeito capilar ultrassónico é uma subida anómala de um líquido num tubo capilar sob a ação de ultrassons. Como alguns componentes, como os óleos essenciais, se encontram no sistema capilar de um material vegetal, seria de esperar que os ultrassons pudessem ajudar a expulsá-los através do efeito sonocapilar. É possível que alguns fenómenos elétricos que acompanham o efeito sonocapilar também possam ter influência. Este fenómeno poderia melhorar a extração de compostos polares ou iónicos, de forma semelhante à eletroforese.