Extração Ultrassônica de Polifenóis de Baggibuti (Stachys parviflora)

Os extratos da planta Baggibuti (Stachys parviflora L.) são valorizados como fitoterápicos usados no tratamento de cãibras, artralgia, epilepsia, doença de queda e dracunculíase. Os extratores ultrassônicos são aplicados com sucesso para o isolamento de polifenóis e outros fitoquímicos de Stachys parviflora.

O que torna a extração ultrassônica superior? – O princípio de funcionamento & Benefícios do ultrassom de potência

Quando os compostos bioativos (ou seja, fitoquímicos, metabólitos secundários) devem ser isolados dos botânicos, as estruturas celulares do material vegetal devem ser interrompidas para liberar os compostos-alvo. A extração ultrassônica é um método altamente eficiente para isolar a quantidade completa de fitoquímicos de botânicos (por exemplo, Stachys parviflora, ervas, etc.) em um processo de extração rápida. A aplicação de ultrassom de alta potência produz fortes efeitos de cavitação, distúrbios / turbulências, fluxo de líquido de alta velocidade. Essas forças ultrassônicas promovem a ruptura e a mistura celular nos níveis macro e micro. Além disso, a penetração do solvente, a dissolução de compostos bioativos e a transferência de massa são significativamente melhoradas. Isso torna a extração assistida por ultrassom altamente eficaz, resultando em rendimentos superiores de extração em um tempo de processo rápido.

Os benefícios dos fitoquímicos de Baggibuti (Stachys parviflora)

Stachys parviflora L. é uma espécie de anfíbio da família Lamicae. Compostos de Stachys parviflora, como iridóides, flavonóides, ácidos fenólicos e diterpenóides, são relatados como metabólitos secundários conhecidos por suas propriedades antinefríticas, antiinflamatórias, eliminadoras de radicais e antimicrobianas.

Extração Ultrassônica de Compostos Bioativos de Baggibuti (Stachys parviflora)

A extração ultrassônica, também conhecida como extração assistida por ultrassom (EAU), é uma tecnologia cientificamente comprovada e estabelecida industrialmente para o isolamento de compostos bioativos, como polifenóis, flavonóides, terpenos e muitos outros metabólitos secundários de botânicos.

Extração de Baggibuti (Stachys parviflora): Princípio de funcionamento e protocolo

A extração ultrassônica é uma técnica de extração suave, não térmica, mas altamente eficiente, baseada exclusivamente em forças mecânicas. Assim, compostos botânicos sensíveis são preservados contra a degradação térmica, mas os rendimentos de extrato obtidos por ultrassom são excepcionalmente altos e de qualidade superior.

Ultrassom de alta potência para extração

O mecanismo de intensificação da extração do ultrassom de baixa frequência e alta intensidade é atribuído principalmente ao fenômeno da cavitação acústica. Quando as bolhas de cavitação colapsam na superfície do material botânico, a erosão e a sonoporação quebram a matriz das células vegetais (como Stachys parviflora), o que resulta na destruição da estrutura celular e na liberação de substâncias intracelulares, como polifenóis e outros fitoquímicos. A transferência de massa assim intensificada facilita a liberação de moléculas como proteínas, lipídios e fitoquímicos.
As forças de cisalhamento geradas por ultrassom melhoram a penetração do solvente na matriz celular da matéria botânica e melhoram a permeabilidade das membranas celulares, respectivamente. Esses mecanismos de ultrassom de potência são responsáveis pela intensificação significativa do processo alcançada quando a ultrassonografia é aplicada para extração botânica.

MEV da superfície de Stachys parviflora, (a) amostra não tratada, (b) maceração, (c) extração assistida por ultrassom otimizada (EAU) (UP200Ht, tempo de tratamento de 4 min, 74,5% de alta intensidade e 74,2% de pureza do solvente)
Estudo e imagem: ©Salarbashi et al., 2016

Protocolo de Extração Ultrassônica para Fenólicos de Baggibuti

A equipe de pesquisa de Salarbashi extraiu compostos polifenólicos das folhas de Stachys parviflora usando o extrator ultrassônico UP200Ht (200W, 26kHz). Para o estudo comparativo da extração ultrassônica e maceração, partes aéreas secas (colhidas durante a fase de florescimento) de S. parviflora foram moídas em pó com tamanho médio de partícula inferior a 149μm. A extração botânica foi realizada à temperatura de 35°C, pH natural, utilizando metanol (60, 80 e 100 % (v v-1)) como solvente por intervalos de tempo de 4, 7 e 10 min.
Para a extração ultrassônica, foi utilizado o ultrassônico tipo sonda Hielscher UP200Ht (200W, 26kHz). A amplitude do extrator ultrassônico UP200Ht foi ajustada para 100%. A intensidade do tratamento ultrassônico foi de 21,8346 Wcm-2 a 100% de amplitude.
Os resultados da análise do extrato produzido por ultrassom revelaram que o teor de flavonóides totais (TFC) dos extratos aumentou linearmente com o tratamento ultrassônico, enquanto o tempo de extração teve efeito oposto no TFC. O maior teor de flavonóides totais foi obtido na duração da ultrassonografia de 4 minutos (t = 4 minutos).
Ácido cafeico, ácido tânico, quercetina, ácido transferúlico e ácido rosmarínico foram encontrados como compostos fenólicos majoritários no extrato produzido por ultrassom.
Com base nas imagens de MEV, é claramente visível que a ultrassonografia e sua cavitação acústica resultante definitivamente desempenham um papel importante na ruptura eficaz da parede celular e da estrutura do material vegetal e o rendimento da extração é aprimorado pelas vibrações ultrassônicas e micro-fluxo cavitacional. Por esses efeitos induzidos pelo ultrassom de potência, a extração assistida por ultrassom aumenta o processo de inchaço e amolecimento das paredes celulares por meio da hidratação do material pectinado da lamela média. Consequentemente, a matriz das células vegetais é quebrada, o que subsequentemente leva a uma liberação muito mais rápida e eficiente de metabólitos bioativos do que em outros métodos clássicos de extração. As imagens de MEV revelam que a eficiência da extração ultrassônica de compostos fenólicos. Como um método de extração suave e não térmico, a sonicação produz atividades antioxidantes e antimicrobianas superiores que superam os extratos produzidos por técnicas convencionais de extração.
(cf. Salarbashi et al., 2016)

Cromatograma HPLC do extrato de Stachys parviflora, que foi isolado sob condições otimizadas de extração assistida por ultrassom
Estudo e imagem: ©Salarbashi et al., 2016

Ultrassônicos de alto desempenho e de última geração para extração de Stachys parviflora

Os recursos inteligentes dos ultrasonicadores Hielscher são projetados para garantir uma operação confiável, resultados reprodutíveis e facilidade de uso. As configurações operacionais podem ser facilmente acessadas e discadas por meio de um menu intuitivo, que pode ser acessado por meio de tela sensível ao toque digital colorida e controle remoto do navegador. Portanto, todas as condições de processamento, como energia líquida, energia total, amplitude, tempo, pressão e temperatura, são registradas automaticamente em um cartão SD integrado. Isso permite que você revise e compare execuções de sonicação anteriores e otimize a extração de óleo essencial de Stachys parviflora (baggibuti) para a mais alta eficiência.
Os sistemas Hielscher Ultrasonics são usados em todo o mundo para a fabricação de extratos botânicos de alta qualidade. Os ultrassônicos industriais Hielscher podem facilmente executar altas amplitudes em operação contínua (24/7/365). Amplitudes de até 200μm podem ser facilmente geradas continuamente com sonotrodos padrão (sondas / buzinas ultrassônicas). Para amplitudes ainda maiores, estão disponíveis sonotrodos ultrassônicos personalizados. Devido à sua robustez e baixa manutenção, nossos sistemas de extração ultrassônica são comumente instalados para aplicações pesadas e em ambientes exigentes.

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