Extração ultrassónica de plantas medicinais

As plantas aromáticas, as especiarias e outros materiais vegetais são ricos em fitoquímicos, que são componentes valorizados em produtos medicinais e nutricionais. A sonicação rompe a estrutura celular e liberta os compostos bioativos – resultando em rendimentos mais elevados e taxas de extração mais rápidas. Sendo um processo não térmico, a sonicação é uma técnica de extração suave que impede a degradação térmica do extrato. Estes factos tornam os extratores ultrassónicos de sonda a técnica de extração superior para extratos botânicos de elevada qualidade.

Extração ultrassónica de antioxidantes

Os antioxidantes são compostos bioativos que neutralizam radicais e que se encontram nas plantas. Antioxidantes como a vitamina C, a vitamina E, os tióis, etc., são substâncias farmacologicamente ativas utilizadas para melhorar a saúde e tratar doenças.
Devido à elevada eficiência do processo, a extração ultrassónica permite utilizar uma gama muito ampla de matérias-primas para isolar antioxidantes. Além de plantas como as plantas aromáticas, as frutas e os produtos hortícolas, é possível extrair por ultrassons antioxidantes de elevada qualidade a partir de materiais de baixo valor ou de resíduos, como cascas, caules, sementes, peles, miolos, raízes, etc.

Neste vídeo, demonstra-se a extração por ultrassons de lúpulo (humulus lupulus). Com o sonicador UP200Ht, extraem-se cariofileno e outros compostos.

Extração ultrassónica de adaptogénios

Os adaptogénios, como os taninos, são moléculas polifenólicas, frequentemente adstringentes, conhecidas pela sua capacidade de aumentar a tolerância ao stress das células de mamíferos. Estas moléculas estão retidas na célula vegetal. Para obter adaptogénios com elevada biodisponibilidade, as moléculas têm de ser libertadas do material vegetal. A rutura celular ultrassónica abre as células ao romper as paredes celulares e aumentar a transferência de massa entre o interior das células e o solvente circundante. Devido ao seu mecanismo de funcionamento altamente eficaz, a sonicação é um método fiável e eficiente para isolar adaptogénios de elevada qualidade e com rendimentos elevados.

Porquê utilizar um sonicador para a extração de plantas medicinais?

Os sonicadores de sonda são a tecnologia estabelecida para uma extração simples, mas altamente eficaz, de extratos de elevada qualidade a partir de plantas aromáticas e medicinais. Na indústria dos extratos de plantas, a sonicação é o método de extração preferido para a produção de extratos botânicos devido a várias características vantajosas que tornam a técnica ultrassónica altamente eficaz e eficiente. Vejamos algumas das principais razões:

Maior eficiência de extração: A sonicação com sonda utiliza ondas sonoras de alta frequência transmitidas diretamente através de uma sonda imersa no meio de extração. Estas ondas ultrassónicas geram bolhas de cavitação, que se expandem e colapsam rapidamente junto à superfície das plantas medicinais. Este fenómeno cria uma agitação localizada intensa e microcorrentes, aumentando significativamente a transferência de massa dos compostos bioativos da planta para o solvente. Como resultado, são extraídos eficientemente mais componentes bioativos em comparação com os métodos tradicionais de extração, o que conduz a rendimentos mais elevados de compostos medicinais.

Menor tempo de extração: A sonicação acelera o processo de extração ao promover uma difusão rápida e eficiente do soluto. A agitação intensa causada pela cavitação permite uma penetração mais completa do solvente na matriz vegetal, reduzindo o tempo de extração necessário. Em comparação com métodos convencionais, como a maceração ou a percolação, que podem demorar várias horas ou mesmo dias, a sonicação pode alcançar eficiências de extração semelhantes num período muito mais curto, frequentemente em poucos minutos.

Preservação dos compostos bioativos: A sonicação com sonda funciona a temperaturas mais baixas em comparação com as técnicas de extração convencionais que envolvem temperaturas elevadas ou tempos de exposição prolongados. Esta vantagem impede a degradação dos compostos bioativos sensíveis ao calor presentes nas plantas medicinais, garantindo um extrato mais potente e com maior valor terapêutico.

Seletividade: A sonicação pode ser ajustada para frequências e níveis de potência específicos, permitindo a extração seletiva de compostos-alvo a partir de plantas medicinais. Ao otimizar os parâmetros de sonicação, é possível extrair preferencialmente determinados componentes bioativos, obtendo extratos com uma concentração mais elevada das propriedades medicinais desejadas.

Escalabilidade e facilidade de utilização: Os sistemas de sonicação com sonda são escaláveis e podem ser facilmente adaptados tanto a pequenas extrações à escala laboratorial como a aplicações industriais em grande escala. A técnica é relativamente simples de implementar e não requer equipamento complexo, tornando-a acessível e prática em diversos contextos.

Respeito pelo ambiente: Em comparação com alguns métodos tradicionais de extração que envolvem a utilização de solventes orgânicos e grandes volumes de água, a sonicação requer geralmente menos solvente e reduz o tempo total de extração. Isto conduz a um processo de extração mais respeitador do ambiente e sustentável, com menor produção de resíduos.

De um modo geral, a sonicação com sonda tornou-se o método de extração preferido para a produção de extratos de plantas medicinais devido à sua capacidade de proporcionar rendimentos de extração mais elevados, tempos de extração mais curtos, maior seletividade e preservação dos compostos bioativos, tornando-se uma ferramenta valiosa no domínio da fitoterapia e da investigação de produtos naturais.

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.

Vantagens:

Rendimento elevado
Qualidade elevada
Biodisponibilidade superior
Processo suave
Extração rápida
Processo seguro
Sem solventes ou com solventes suaves
Operação fácil

Sistemas de extração ultrassónica para extratos de plantas

A Hielscher Ultrasonics tem muitos anos de experiência em processos de extração ultrassónica de materiais botânicos para as indústrias alimentar, farmacêutica e cosmética. Desde desintegradores ultrassónicos compactos para laboratório e produção em pequena escala até extratores ultrassónicos para produção comercial em pleno de grandes volumes de extrato, a Hielscher Ultrasonics oferece a gama completa de sonicadores e, assim, o sonicador ultrassónico mais adequado à sua aplicação. Todos os sonicadores ultrassónicos Hielscher são muito robustos e concebidos para funcionamento 24/7 em plena carga. Os sonicadores industriais da Hielscher Ultrasonics podem fornecer amplitudes muito elevadas. É possível manter facilmente amplitudes de até 200µm em funcionamento contínuo 24/7. Para amplitudes ainda mais elevadas, estão disponíveis sonotrodos ultrassónicos personalizados.
Software inteligente, incluindo controlo digital, registo automático de dados, controlo remoto através do navegador e ajuste automático da frequência, garante uma sonicação fiável e uma potência de saída contínua. Uma vasta gama de acessórios, incluindo sonotrodos (sondas / cornetas / pontas ultrassónicas) de diferentes tamanhos e formas, células de fluxo de vários tamanhos e geometrias, cornetas amplificadoras e sensores de temperatura e de pressão, permite uma configuração de sonicação ideal.
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Bibliografia / Referências

Bashi, D.S. et al. (2016): Evaluation, prediction and optimization the ultrasound-assisted extraction method using response surface methodology: antioxidant and biological properties of Stachys parviflora L. Iran J Basic Med Sci. 19(5), 2016. 529–541.
Hashemi, S.M.B. et al. (2016): The Effects of Amplitudes Ultrasound-Assisted Solvent Extraction and Pretreatment Time on the Yield and Quality of Pistacia Khinjuk Hull Oil. J. Oleo Sci. 65, (9), 2016. 733-738.
Yu, X. et al. (2016): Ultrasound enhanced aqueous extraction from rapeseed green biomass for polyphenol and protein valorization. Comptes Rendus Chimie Vol. 19, Issue 6, 2016. 766-777.

Informações úteis

Antioxidantes

O pó de hena obtido a partir de folhas de hena secas e maceradas é a matéria-prima para a extração ultrassónica de lawson e de outros compostos bioativos. Um antioxidante é definido como uma molécula que inibe a reação de oxidação, impedindo o processo de degradação de outras moléculas. A oxidação é uma reação química que produz radicais livres, dando origem a reações em cadeia que podem resultar em danos celulares. Antioxidantes como os tióis ou o ácido ascórbico (vitamina C) interrompem estas reações oxidativas em cadeia.
Os antioxidantes são amplamente utilizados como conservantes em produtos alimentares para atuar como fitoquímicos contra a sua deterioração. Por exemplo, são adicionados antioxidantes a alimentos e óleos ricos em gorduras insaturadas, uma vez que os ácidos gordos insaturados são propensos à degradação oxidativa, que faz com que o óleo fique rançoso.

Adaptogénios

Os adaptogénios, ou compostos adaptogénicos, são moléculas que promovem a homeostase, o que significa que diminuem a sensibilidade das células ao stress. Os adaptogénios encontram-se em plantas aromáticas e medicinais e em produtos hortícolas, por exemplo, ginseng, schisandra, cordyceps, ashwagandha, rhaponticum, jiaogulan, alcaçuz, rhodiola, manjericão-sagrado, astragalus, reishi e maca.
Administrados como substâncias farmacologicamente ativas (como medicamentos ou suplementos), os adaptogénios são conhecidos pelos seus efeitos de melhoria do desempenho, antidepressivos, calmantes ou de promoção do estado de vigília. O efeito está relacionado com a substância adaptogénica específica administrada. Para melhorar o desempenho, são utilizadas com sucesso plantas como ashwangadha e moringa, enquanto o cogumelo cordyceps, jiaogulan e rhaponicum são conhecidos como adaptogénios antienvelhecimento. Para reduzir o stress e a ansiedade, são utilizados adaptogénios provenientes de ginseng, manjericão-sagrado, reishi ou schisandra.
Os adaptogénios destinados à suplementação e à utilização médica são preparados sobretudo sob a forma de tónicos ou cápsulas.