Extração ultra-sónica de material celular

Extração ultra-sônica ou sono-extração é uma tecnologia de intensificação de processo, que funciona pelo acoplamento de ultrassom de alta potência em uma pasta de tecido vegetal ou celular. Hielscher Ultrasonics fornece ultrasonicators confiáveis para rompimento de células e extração de pequenas amostras de laboratório até volumes elevados em processamento industrial. O atrativo da extração assistida por ultra-sons reside no tratamento não térmico do material, na sua fácil aplicação e na possibilidade de ser escalada da escala de ensaio para a escala de produção.

Os dispositivos ultra-sónicos da Hielscher geram ultra-sons de alta intensidade que podem ser controlados exatamente de acordo com os requisitos do seu processo.

A lista abaixo apresenta vários protocolos de processamento ultrassónico, que demonstram o vasto campo de aplicação dos ultra-sons de potência em biologia, processamento de alimentos e produção farmacêutica.
Quer tenha em mente uma determinada extração botânica ou pretenda obter mais informações gerais sobre os nossos extractores ultra-sónicos de alto desempenho, utilize o formulário de contacto abaixo! Teremos todo o gosto em ajudá-lo!

Extração ultra-sônica de Boldine de folhas de Boldo (Peumus boldus Molina)

Aplicação ultra-sónica:
Um importante composto ativo do boldo é a boldina ((S)-2,9-dihidroxi-1,10-dimetoxiaporfina), que, além da catequina ((2S,3R)-2-(3,4-dihidroxifenil)-3,4-dihidro-1(2H)-benzopirano-3,5,7-triol), é o principal componente da fração alcaloide e flavonoide das folhas de boldo. A boldina é um forte agente antioxidante que sofre danos mediados por radicais livres peroxidativos e actua como um eficiente eliminador de radicais hidroxilo.
Processo de extração: Para um processo de extração típico, as amostras de folhas de boldo foram extraídas com 1L de água destilada à pressão atmosférica utilizando o ultrassom UIP1000hd em modo descontínuo e de fluxo contínuo. O tempo de extração varia entre 10 e 40 minutos, com uma intensidade ultra-sónica de 10 a 23 W/cm²e uma gama de temperaturas de 10 a 70°C. Os melhores resultados foram obtidos nas seguintes condições: intensidade ultra-sónica de 23 W/cm² durante 40 min. à temperatura de 36°C
Resultados: Os resultados da análise mostram que a sonicação de alta potência aumenta a libertação de analitos do material de matriz vegetal do Boldo a taxas significativamente melhores em comparação com o método convencional: igual rendimento foi libertado por sonicação em 30 min. enquanto o tempo de extração convencional foi de 2h.
Chemat (2013) e colaboradores mostraram que a extração assistida por ultra-sons melhora a eficiência da extração de plantas, reduzindo o tempo de extração no aumento da concentração dos extractos (mesma quantidade de solvente e material vegetal). A análise revelou que as condições optimizadas foram: potência de sonicação 23 W/cm² com UIP1000hd durante 40 min. e uma temperatura de 36°C. Os parâmetros optimizados da extração por ultra-sons proporcionam uma melhor extração em comparação com uma maceração convencional em termos de tempo de processo (30 min. em vez de 120 min.), maior rendimento, maior eficiência energética, melhor limpeza, maior segurança e melhor qualidade do produto.
Recomendação de dispositivo:
UIP1000hdt com sonotrodo BS2d34 e célula de fluxo
Referência/ Trabalho de investigação:
Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Lote e extração contínua assistida por ultrassom de folhas de boldo (Peumus boldus Mol.). Revista Internacional de Ciência Molecular 14, 2013. 5750-5764.

Extração ultra-sónica de ácido clorogénico a partir de folhas de tabaco

Aplicação ultra-sónica:
Para as experiências de extração, as folhas de tabaco de Nicotiana tabacum foram trituradas até se obterem partículas mais pequenas, com cerca de >4 x ≧2 mm. Para os ensaios de extração ultra-sônica, amostras de 20g de materiais secos de folhas de tabaco foram extraídas com água destilada a temperaturas variando de 5°C a 30°C. As experiências de extração foram realizadas para intervalos de tempo de ciclo de extração variando de 5 minutos a 30 minutos por ciclo. Foram adicionadas cerca de 10 a 15 gotas de etanol ao volume ótimo calculado de 256 ml de água destilada necessário para extrair todo o ácido clorogénico solúvel de amostras de 20 g de folhas de tabaco secas. O volume ótimo de 256 ml de água destilada foi então dividido em volumes fraccionados do solvente de extração para utilização em cada ciclo de extração por ultra-sons.
Para a irradiação ultra-sónica, um processador ultrassónico UP400S (400 watts, 24 kHz) com um sonotrodo H7 feito de titânio, que tinha um diâmetro de ponta de 7 mm, foi utilizado. O sonotrodo H7 foi inserido a meia altura da mistura de extração.
protocolo: Como condições óptimas para a extração ultra-sónica de ácido clorogénico a partir de folhas de tabaco foram encontrados: 20g de folhas de tabaco secas em água destilada (proporção óptima de líquido para sólido: 12,8mL/g) a 20 graus C temperatura de processamento, dispositivo de ultra-sons UP400S (400W, 24kHz) durante 3 ciclos de sonicação de cada 15min (duração total da sonicação: 45 min).
Recomendação de dispositivo:
UP400S com sonotrodo H7
Referência/ Trabalho de investigação:
Mazvimba, Martin Tongai; Yu, Ying; Zhang, Ying (2011): Otimização e design ortogonal de um processo de extração aquosa assistida por ultra-sons para a extração de ácido clorogénico a partir de folhas de tabaco secas. Jornal chinês de medicamentos naturais 2011.
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Extração ultra-sónica de mangiferina

Aplicação ultra-sónica:
Mangiferina (1,3,6,7-Tetrahidroxi-2-[3,4,5-trihidroxi-6-(hidroximetil)oxan-2-il]xanten-9-ona; fórmula C₁₉H₁₈O₁₁) é um polifenol de estrutura C-glicosilxantona que pode ser encontrado em muitas espécies de plantas. A mangiferina apresenta várias actividades farmacológicas. A acilação regiosselectiva de mangiferina pode ser muito eficientemente catalisada por lipase sob ultrassom. Em comparação com os métodos convencionais, a catálise ultrassonicamente assistida se destaca pelas vantagens do tempo de reação mais curto e rendimentos mais elevados. As condições óptimas para a acilação ultra-sónica de mangiferina foram encontradas como se segue:
lipase: PCL, dador de acilo: acetato de vinilo; solvente de reação: DMSO, temperatura de reação: 45 graus Celsius, potência ultra-sónica: 200W; razão de substrato: doador de acilo/mangiferina 6/1, carga enzimática: 6 mg/ml
O rendimento da acilação regiosselectiva foi de até 84%.
Recomendação de dispositivo:
UP200St OU UP200Ht
Referência/ Trabalho de investigação:
cp.: Wang, Z.; Wang, R.; Tian, J.; Zhao, B; Wei, X.F.; Su, Y.L.; Li, C.Y.; Cao, S.G.; Wang, L. (2010): O efeito do ultrassom na acilação regiosseletiva catalisada por lipase de mangiferina em solventes não aquosos. J. Asian Nat Prod. Res. 12/1, 2010. 56-63.

Extração ultra-sónica de capsaicinóides

Aplicação ultra-sónica:
Extração de capsaicinóides (capsaicina, nordihidrocapsaicina) de pimentos: Capsaicinóides de Capsicum frutescens As pimentas foram obtidas por extração ultra-sónica nas seguintes condições: solvente: 95% (v/v) etanol, relação solvente/massa de 10 ml/g, 40 min. tempo de extração por sonicação, 45°C temperatura de extração. Rendimento do extrato: 85% dos capsaicinóides
Recomendação de dispositivo:
UP400ST
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Extração ultra-sônica de silimarina de sementes de cardo de leite

Aplicação ultra-sónica:
A extração assistida por ultra-sons foi realizada utilizando um aparelho de ultra-sons UP400S. Neste estudo, foi utilizada uma sonda de ultra-sons do tipo chifre com um diâmetro de 1,5 cm. 10 g de pó de cardo de leite não gordo foi pesado com precisão e dissolvido em 100 mL de metanol. O copo foi mantido num banho de água e mantido a uma temperatura de 25°C. O pó de cardo mariano dissolvido no solvente foi submetido a ultra-sons durante diferentes intervalos de tempo (30, 60, 90, 120 e 150 min.) Após cada intervalo de tempo, a solução foi filtrada através de um papel de filtro Whatman e cada filtrado (cerca de 80 ml) foi evaporado utilizando um evaporador rotativo até atingir 30 ml de solução e a absorvância dos compostos fenólicos foi medida com um espetrofotómetro UV-Visível no comprimento de onda de 517 nm de acordo com o método DPPH. Como esperado, o aumento do tempo de extração resultou num aumento do teor de silimarina.
Os autores do estudo descobriram que a extração por ultra-sons para obter os extractos alcoólicos é uma das melhores técnicas para substituir as técnicas convencionais. A extração por ultra-sons provou obter uma melhor qualidade de extrato. Outros benefícios são a poupança de tempo, sendo mais eficiente, etc.
Recomendação de dispositivo:
UP400ST
Referência/ Trabalho de investigação:
Çağdaş, E.; Kumcuoğlu, S.; Güventürk, S.; Tavman, S. (2011): Extração assistida por ultrassom de componentes silimarina de sementes de cardo de leite (Silybum Marianum L.). GIDA 36/6, 2011. 311-318.
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Extração ultra-sónica de esteviosídeo

Aplicação ultra-sónica:
Amostras de 10g de folhas de estévia secas e moídas foram extraídas em 100mL de água sob agitação contínua (com um agitador magnético). O valor do pH foi controlado com fosfato de sódio 0,01 M pH 7. A amostra foi colocada num copo de vidro de 150 mL e sonicada com um ultrasonicador do tipo sonda UIP500hT (20kHz, 500W). A ponta do sonotrodo foi imersa cerca de 1,5 cm na pasta de folhas de estévia. O dispositivo ultrassónico foi ajustado para uma potência de saída de 350W. Um tratamento de sonicação suave de 350 W durante 5-10 min. a uma temperatura de processo constante de 30°C deu um rendimento de rebaudioside A de 30-34g por 100g de amostra. Após a sonicação, a solução de extrato foi centrifugada e filtrada através de uma membrana microporosa de 0,45 μm; o filtrado foi tomado para análise do conteúdo total de rebaudiosídeo A. O rendimento da extração do conteúdo total de rebaudiosídeo A foi analisado por HPLC.
Através da extração assistida por ultra-sons sem solventes, obteve-se um elevado rendimento de rebaudiosídeo A em comparação com os métodos de extração tradicionais, como a extração por calor ou a maceração.
Recomendação de dispositivo:
UIP500hdt
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Extração ultra-sónica de terpenos

Aplicação ultra-sónica:
A extração de compostos voláteis, tais como terpenos, a partir das inflorescências de um tipo de fibra Cannabis sativa L. cultivar pode ser ultrasonicamente reforçada. Estudos têm demonstrado que, após uma curta sonicação, os terpenos alvo já são libertados do material vegetal.
Os resultados mostram que o tratamento ultrassónico não superior a 5 min permite obter uma maior concentração de terpenos em comparação com a maceração. Em vez disso, um tratamento ultrassónico superior a 5 min aumentou a concentração de δ-9-tetraidrocanabinol (THC).
Protocolo de sonicação:
A extração de terpenos assistida por ultra-sons foi realizada utilizando um Ultrassom de 200W tipo sonda. O dispositivo ultrassónico foi ajustado a 25% de amplitude. Três alíquotas de 50g de inflorescências secas foram adicionadas a cada uma com 250mL de etanol 70% v/v, que foi utilizado como solvente de extração. Cada copo e o seu conteúdo foram imersos num banho de gelo. A sonicação foi efectuada durante 5, 10 e 15 minutos. Durante o período de Extração por ultra-sons Durante o procedimento de extração, foi assegurada uma dissipação rápida e contínua do calor para manter a temperatura do processo abaixo dos 30°C. Após a extração, as misturas foram filtradas sob vácuo através de papel Whatman n.º 3 e o solvente foi removido por evaporação rotativa sob vácuo. Cada ensaio de extração foi realizado em triplicado, utilizando três amostras diferentes.
Ultrasonication foi encontrado para ser uma alternativa interessante para maceração para extrair compostos voláteis de inflorescência de cannabis, mas mostra também que o tratamento ultra-sônico não deve ser superior a 5 minutos para obter uma maior recuperação de terpenos. Em vez disso, um tratamento ultrassónico superior a 5 minutos aumentou a concentração de δ-9-tetraidrocanabinol (THC). O extrato de inflorescências de Cannabis sativa obtido por extração ultra-sônica realizada por 5 min poderia ser usado como ingrediente para perfumes ou aromatizantes para bebidas. Pode ser utilizado como alternativa ao cânhamo industrial, onde os caules são utilizados para a indústria de fibras e os extractos de inflorescências para a indústria cosmética e alimentar.
Recomendação de dispositivo:
UP200St OU UP200Ht com sonotrodo/sonda S26d14
Referência/ Trabalho de investigação:
Da Porto, C.; Decorti, D.; Natolino, A. (2014): “Extração assistida por ultra-sons de compostos voláteis de inflorescências industriais de Cannabis sativa L.”. IJARNP 2014, 7/ 1. 8-14.
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Instalação de extração para isolamento botânico: Ultrasonicator tipo sonda UP400ST, filtro de vácuo Büchi e rotor-evaporador para a extração de fitoquímicos.

Extração ultra-sônica de vanilina de feijões de baunilha curados

Aplicação ultra-sónica:
A extração de vanilina foi optimizada sob sonicação. Por conseguinte, o dispositivo ultrassónico de 100 watts foi operado em modo pulsado (ciclos: 5 seg. ligado seguido de 5 seg. desligado).
Os melhores resultados foram obtidos na extração por ultra-sons com etanol a 40% durante 1h a 30°C. Para comparar os resultados com os métodos de extração convencionais, foram também realizadas extracções em banho-maria e em banho de ultra-sons. Os resultados mostraram que a otimização da extração de vanilina por corneta ultra-sónica com 40% de etanol durante 1h a 30 ° C foi comparativa à extração de banho de água com 40% de etanol a 56 ° C durante 15h.
Recomendação de dispositivo:
UP100H
Referência/ Trabalho de investigação:
Rasoamandrary, N.; Fernandes, A. M.; Bashari, M.; Masamba, K.; Xueming, X. (2013): Extração melhorada de Vanillin 4-Hydroxy-3-methoxybenzaldehyde de feijões de baunilha curados usando extração assistida por ultrassom: Uma comparação da extração assistida por ultrassom e banho de água quente. Akademik Gıda 11/1, 2013. 6-12.
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Extração ultra-sônica de compostos fenólicos de Ziziphus Jujube

Aplicação ultra-sónica:
Para a extração ultrassonicamente assistida de compostos fenólicos de jujuba (Ziziphus Jujube), um ultrasonicator tipo sonda de alta intensidade UP200H com potência de 200W e frequência de 24kHz. O aparelho de ultra-sons estava equipado com o sonotrodo de micro-ponta S2 (diâmetro da ponta 2 mm), que estava imerso num banho de água no qual foi colocado um vidro de precipitado com a amostra (dimensões internas: 280:195:135 mm). A amplitude das vibrações ultra-sónicas foi de 100% da potência nominal (amplitude máxima de 260 μm) e a potência acústica de 0,171402 W e a intensidade de 21,8346 W/cm2 . A intensidade ultra-sónica foi determinada calorimetricamente medindo o aumento do tempo-temperatura da suspensão em condições adiabáticas. O procedimento de extração ultra-sónica foi utilizado para a extração de fenólicos totais de amostras de acordo com o desenho experimental (para otimização).
Recomendação de dispositivo:
UP200H com sonotrodo S2
Referência/ Trabalho de investigação:
Fooladi, H.; Mortazavi, S. A.; Rajaei, A.; Elhami Rad, A.H.; Salar Bashi, D.; Savabi Sani Kargar, S. (2013): Otimizar a extração de compostos fenólicos de jujuba (Ziziphus Jujube) usando o método de extração assistida por ultrassom. IECFP 2013.

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