Extração ultrassônica de saponinas Quillaja
- Os extratos de saponina da árvore Quillaja saponaria Molina são a principal fonte de saponinas para aplicações industriais.
- A extração ultrassônica de saponinas Quillaja produz saponinas de alta qualidade.
- A extração ultrassônica é um método altamente eficiente para produzir altos rendimentos de extrato de saponina Quillaja em um curto espaço de tempo.
Extrato de saponina Quillaja
O extrato de saponina de Quillaja (sinônimos: extratos de quillaia, bois de Panama, extratos de casca do Panamá, extratos de quillai, extratos de casca de sabão) é uma substância extraída da árvore Quillaja Saponaria Molina (Q. saponaria). O extrato de Quillaja é composto por mais de 100 saponinas triterpenóides. As principais saponinas presentes são glicosídeos do ácido quilaico. Outros componentes principais são polifenóis e taninos, bem como pequenas quantidades de sais e açúcares. O extrato de Quillaja é produzido obtido por extração aquosa da casca interna moída ou madeira de caules e galhos podados da árvore Quillaja saponaria. Como os extratos de saponina Quillaja contêm surfactantes e compostos fenólicos, eles são extraordinariamente interessantes para a formulação de ingredientes alimentares funcionais sensíveis e sua proteção contra a oxidação.
O uso de saponinas como emulsificantes naturais está aumentando significativamente devido à crescente demanda por produtos naturais e saudáveis sem aditivos sintéticos. As saponinas Quillaja são ótimos emulsificantes para emulsões O/A e nanoemulsões e têm mostrado efeitos muito bons em várias formulações, como bebidas e misturas de óleos. Uma aplicação comum do extrato de saponina Quillaja é a emulsificação de Óleos CBD, bebidas translúcidas e produtos alimentícios espumados. As saponinas Quillaja podem ser usadas sozinhas ou em combinação com outros agentes emulsificantes.
Q-Naturale® é um aditivo alimentar à base de saponinas de casca de Quillaja, que é aprovado pelo FDA como um emulsificante eficaz para alimentos e bebidas. Além do agente emulsificante, as saponinas Quillaja são utilizadas em formulações farmacêuticas por suas propriedades antibacterianas, antivirais, antifúngicas, antiparasitárias, antitumorais, hepatoprotetoras e imunoadjuvantes.
- Rendimento superior
- Extração de alta velocidade – em poucos minutos
- Extratos de alta qualidade – Suave, não térmico
- Solvente verde (ou seja, água)
- Custo-beneficio
- Operação fácil e segura
- Baixos custos operacionais e de investimento
- Operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, sob serviço pesado
- Método ecológico e ecológico
extração ultrassônica do grupo 120L de botânicos com UIP2000hdT e agitador
Estudo de caso de extração ultrassônica de saponinas de Quillaja
Para preparar um extrato de Quillaja de alta qualidade, que oferece as funcionalidades desejadas como aditivo alimentar e farmacêutico, os fitoquímicos ativos, ou seja, saponinas, devem ser isolados. A saponina Quillaja é uma saponina triterpênica isolada da casca da árvore do sabão. A cavitação ultrassônica promove a extração, melhorando o contato entre sólidos e líquidos e aumentando a transferência de massa.
Cares et al. demonstram em seu estudo claramente que a extração assistida por ultrassom (EAU) pode melhorar o processo de extração de princípios bioativos de Quillaja Saponaria Molina. Eles usaram madeira Quillaja e lascas de casca e extraíram as saponinas em água usando sonicação, para que o produto final incorporasse apenas ingredientes naturais e matérias-primas e pudesse ser usado em processos de fabricação de alimentos. Como método de extração não térmica, a temperatura de extração durante a ultrassonografia foi mantida constantemente em 20ºC (68ºF). Os rendimentos das extrações aumentaram significativamente com o período de sonicação de 10 a 30 minutos. Os rendimentos de 20 minutos a 20ºC na extração assistida por ultrassom foram comparáveis aos alcançados pelo método convencional de extração de 3 horas a 60ºC.
Dispositivos ultrassônicos são usados para preparar emulsões o / a longo prazo estáveis usando extrato de saponina Quillaja para estabilizar a emulsão física e quimicamente. Clique aqui para ler mais sobre emulsificação ultrassônica!
Extratores ultrassônicos de alto desempenho
A Hielscher Ultrasonics é especializada na fabricação de processadores ultrassônicos de alto desempenho para a produção de extratos botânicos de alta qualidade.
O amplo portfólio de produtos da Hielscher varia de pequenos e poderosos ultrassônicos de laboratório a sistemas robustos de bancada e totalmente industriais, que fornecem ultrassom de alta intensidade para a extração e isolamento eficientes de componentes bioativos (por exemplo, quercetina, cafeína, Curcumina, Terpenos etc.). Todos os dispositivos ultrassônicos de 200W Para 16.000W apresentam um display colorido para controle digital, um cartão SD integrado para gravação automática de dados, controle remoto do navegador e muitos outros recursos fáceis de usar. Os sonotrodos e células de fluxo (as partes que estão em contato com o meio) podem ser autoclavados e são fáceis de limpar. Todos os nossos ultrasonicadores são construídos para operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, requerem baixa manutenção e são fáceis e seguros de operar.
Um display digital colorido permite um controle fácil do equipamento ultrassônico. Nossos sistemas são capazes de fornecer desde amplitudes baixas até muito altas. Para a extração de compostos químicos como a astaxantina, oferecemos sonotrodos ultrassônicos especiais (também conhecidos como sondas ou buzinas ultrassônicas) que são otimizados para o isolamento sensível de substâncias ativas de alta qualidade. A robustez do equipamento ultrassônico da Hielscher permite operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em ambientes pesados e exigentes.
O controle preciso dos parâmetros do processo ultrassônico garante a reprodutibilidade e a padronização do processo. Os sistemas de extração ultrassônica automatizados em escala industrial da Hielscher são projetados para altas capacidades de produção de extratos de qualidade superior, ao mesmo tempo em que reduzem mão de obra, custo e energia.
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos:
| Volume do lote | Vazão | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
| 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 a 20L | 0.2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | maior | cluster de UIP16000 |
Entre em contato conosco! / Pergunte-nos!
Literatura/Referências
- M. G. Cares, Y. Vargas, L. Gaete, J. Sainz, J. Alarcón (2009): Extração assistida por ultrassom de princípios bioativos de Quillaja Saponaria Molina. Congresso Internacional de Ultrassom, Universidad de Santiago de Chile, janeiro de 2009.
- J. Deise Fleck, A. Heemann Betti, F. Pereira da Silva, E. A. Troian, C. Olivaro, F. Ferreira, S. Gasparin Verza (2019): Saponinas de Quillaja saponaria e Quillaja brasiliensis: Características Químicas Particulares e Atividades Biológicas. Moléculas. Janeiro de 2019; 24(1): 171.
- K. Kaur, R. Kumar, SK Mehta (2015): Formulação de nanoemulsão estabilizada com saponina por método ultrassônico e seu papel para proteger a degradação da quercitina da luz UV. Ultrassonismo Sonoquímica 31, 2015.
- R.R.T. Majinda (2012): Extração e Isolamento de Saponinas. In: Satyajit D. Sarker e Lutfun Nahar (eds.), Isolamento de Produtos Naturais, Métodos em Biologia Molecular, Vol. 864, 2012.
- N. Riquelme, R.N. Zúñiga, C. Arancibia (2019): Estabilidade física de nanoemulsões com misturas emulsificantes: Substituição de tween 80 por saponina quillaja. LWT – Ciência e Tecnologia de Alimentos 111, 2019. 760-766.
Fatos, vale a pena conhecer
Sobre a árvore Quillaja e suas saponinas
A árvore Quillaja Saponaria Molina, também conhecida como árvore de sabão sul-americana, cresce natural e extensivamente no Chile. A árvore Quillaja Saponaria (família Rosaceae) é uma grande árvore perene com casca grossa, nativa de vários países da América do Sul, particularmente Bolívia, Chile e Peru.
O extrato de saponina Quillaja contém principalmente saponinas, mas também polifenóis, taninos, bem como sais e açúcares em pequenas quantidades. As saponinas Quillaja são moléculas construídas a partir de um núcleo triterpênico com duas cadeias de açúcar. Essas cadeias de açúcar conferem às saponinas uma propriedade hidrofílica (= solúvel em água), enquanto o núcleo triterpênico é hidrofóbico (= repelente à água). Para estes, trata-se de um tensoativo anfótico, que torna as saponinas um tensoativo não iônico, permitindo a redução da tensão superficial, a solubilização de produtos hidrofóbicos em soluções aquosas, bem como a formação de micro/nanoemulsões.
Na árvore Quillaja, a casca contém com aprox. 5% a maior quantidade de saponinas, enquanto a madeira tem um teor de aprox. 2% de saponinas.
Como as saponinas são substâncias naturais com boas propriedades espumantes e emulsificantes, elas são frequentemente usadas como agentes espumantes na indústria de alimentos, bebidas e cerveja, como surfactantes em cosméticos, como aditivos em agroquímicos e ração animal e como adjuvantes em vacinas.
A produção dos extratos de quillaja é feita com uma extração aquosa; nenhum outro solvente é usado em sua produção. O produto final, seja um extrato bruto ou purificado, em formulação líquida ou em pó, incorpora apenas ingredientes naturais e matérias-primas, autorizados para seu uso em processos de fabricação de alimentos. (Cares et al. 2009)
O que são saponinas?
A palavra saponina é derivada da palavra latina sapo, que significa sabão. As saponinas são fitoquímicos, encontrados principalmente, mas não exclusivamente, em plantas, que exibem características de formação de espuma e consistem em agliconas policíclicas ligadas a uma ou mais cadeias laterais de açúcar. A parte aglicona, também chamada de sapogenina, é um esteróide (C27) ou um triterpeno (C30). A capacidade de formação de espuma das saponinas é causada pela combinação de uma sapogenina hidrofóbica (solúvel em gordura) e uma parte hidrofílica (solúvel em água) de açúcar. [Majinda, 2012: p. 515] Materiais vegetais com altas quantidades de saponina têm sido tradicionalmente usados como agentes emulsificantes. Exemplos proeminentes de plantas ricas em saponinas são a casca de sabão (Quillaja saponaria; Rosaceae), erva-sabão (Saponaria officinalis; Caryophyllaceae) e pó de shikakai (Gleditsia sinensis; Leguminosae). As saponinas são glicosídeos anfipáticos com alto peso molecular, que possuem estruturalmente uma ou mais porções de glicosídeos hidrofílicos que são combinadas com um derivado triterpeno lipofílico. Especialmente na indústria farmacêutica, as saponinas têm atraído muita atenção devido à sua gama de propriedades biológicas, incluindo sua capacidade de estimular uma resposta imune, tornando-as as principais candidatas a adjuvantes.
Tudo o que você precisa saber sobre extração ultrassônica
A extração assistida por ultrassom (EAU), também conhecida como sono-extração, é um método de extração verde altamente eficiente para isolar substâncias bioativas, como proteínas, vitaminas, polifenóis, pigmentos naturais, lipídios, etc., de matrizes vegetais. A extração ultrassônica é baseada no princípio de funcionamento da cavitação acústica.
Quando ondas intensas de ultrassom são aplicadas a sistemas líquidos, ocorre a cavitação acústica, que é o fenômeno da geração, crescimento e eventual colapso de bolhas de vácuo (veja a foto abaixo). Durante a propagação das ondas de ultrassom, as bolhas de vácuo oscilam e crescem até atingirem um ponto em que não podem absorver mais energia. No pico do crescimento das bolhas, eles colapsam violentamente, o que causa efeitos térmicos, mecânicos e químicos locais. Os efeitos mecânicos incluem altas pressões de até 1000atm, turbulências e intensas forças de cisalhamento. Essas forças rompem as paredes celulares e promovem a transferência de massa entre o interior da célula e o solvente, liberando compostos bioativos no líquido circundante (ou seja, solvente).
A extração ultrassônica é baseada na cavitação acústica e suas forças de cisalhamento hidrodinâmicas
A extração ultrassônica sólido-líquido de compostos de tecidos botânicos e celulares tem sido bem pesquisada. A aplicação de ondas ultrassônicas altamente intensas promove significativamente os processos de extração. Além da intensificação do processo – o que resulta em maiores rendimentos e menor tempo de extração – A degradação térmica e a perda de constituintes sensíveis à temperatura são evitadas, uma vez que a ultrassonografia é um tratamento não térmico. Além disso, a extração ultrassônica tem baixo investimento e custos operacionais, reduz o uso de solventes e/ou permite o uso de solventes mais ecológicos, o que a torna uma técnica de extração econômica e ecológica. Superando os métodos convencionais de extração, a extração assistida por ultrassom (EAU) foi adotada pela indústria alimentícia para produzir bioativos com ganhos econômicos.
Extração ultrassônica de células vegetais: a seção transversal microscópica (TS) mostra o mecanismo de ações durante a extração ultrassônica de células (ampliação de 2000x) [recurso: Vilkhu et al. 2011]
Processadores ultrassônicos de alta potência do laboratório ao piloto e escala industrial.