Extração ultra-sônica de saponinas Quillaja
- Os extratos de saponina da árvore de Quillaja saponaria Molina são a principal fonte de saponinas para aplicações industriais.
- Extração ultra-sônica de saponinas Quillaja rendimentos em saponinas de alta qualidade.
- Extração ultra-sônica é um método altamente eficiente para produzir rendimentos elevados de Quillaja saponina extrato em um curto espaço de tempo.
Quillaja saponin extrato
Extrato de Quillaja saponina (sinónimos: extratos de Quillaia, Bois de Panama, extratos da casca de Panamá, extratos de fase, extratos da casca do Quillay, extratos do Soapbark) é uma substância extraída da árvore de Quillaja saponaria Molina (Q. Saponaria). O extrato de Quillaja é composto por mais de 100 saponinas triterpenóides. As principais saponinas presentes são glicosídeos de ácido quillaico. Outros componentes principais são polifenóis e taninos, bem como pequenas quantidades de sais e açúcares. O extrato de Quillaja é produzido obtido pela extração aquosa da casca ou da madeira branqueada de hastes e ramos podados da árvore de Quillaja saponaria. Como os extratos de Quillaja saponina contêm ambos, 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 saudáveis e naturais, sem aditivos sintéticos. As saponinas de Quillaja são grandes emulsionantes para emulsões de O/W e Nanoemulsões e mostraram efeitos muito bons em várias formulações, como bebidas e misturas de óleo. Uma aplicação comum do extrato de Quillaja saponina é a emulsificação de Óleos CBD, bebidas translúcidas e produtos alimentares espumados. Os saponinas de Quillaja podem ser usados sozinho ou em combinação com outros agentes emulsificantes.
Q-Naturale® é um aditivo alimentar baseado em saponinas de casca de Quillaja, que é aprovada pelo FDA como um emulsificante eficaz para alimentos e bebidas. Além do agente emulsificante, as saponinas de Quillaja são usadas em formulações farmacêuticas para suas propriedades antibacterianas, antivirais, anti fúngicas, antiparasitárias, antitumorais, hepatoprotetoras e imunoadjuvantes.
- Rendimento superior
- Extração de alta velocidade – em poucos minutos
- extratos de alta qualidade – Leve, não térmico
- Solvente verde (ou seja, água)
- económicamente viáveis
- operação fácil e segura
- Baixo investimento e custos operacionais
- 24/7 operação pesados-dever
- Verde, eco-friendly método
Extração ultra-sônica do grupo 120L de Botanicals com UIP2000hdT e agitador
Estudo de caso de extração ultra-sônica de saponinas de Quillaja
A fim de preparar um extrato de Quillaja de alta qualidade, que oferece as funcionalidades desejadas como alimentos e aditivos farmacêuticos, os fitoquímicos ativos, ou seja, saponinas, devem ser isolados. O saponina de Quillaja é um saponina do triterpeno isolado da casca da árvore de sabão. Cavitação ultra-sônica promove a extração, melhorando o contato entre sólidos e líquidos e aumentando a transferência de massa.
Cares et al. demonstrar em seu estudo claramente que a extração ultrassonicamente assistida (EAU) pode melhorar o processo de extração de princípios bioativos de Quillaja saponaria Molina. Eles usaram Quillaja madeira e casca chips e extraiu as saponinas em água usando sonication, de modo que o produto final só incorpora ingredientes naturais e matérias-primas e poderia ser usado em processos de fabricação de alimentos. Como método de extração não-térmica, a temperatura de extração durante o ultrasonication foi realizada constantemente a 20º C (68 º F). Os rendimentos das extrações aumentaram significativamente com o período do sonication de 10 a 30 minutos. Os rendimentos de 20 minutos a 20º C na extração assistida por ultrassom foram comparáveis àqueles atingidos pelo método convencional 3 horas de extração a 60 º C.
Os dispositivos ultra-sônicos são usados para preparar emulsões de o/w estáveis a longo prazo usando o extrato de saponina de Quillaja para estabilizar a emulsão fisicamente e quimicamente. Clique aqui para ler mais sobre emulsificação ultra-som!
Extratores ultra-sônicos de alto desempenho
Hielscher ultrasonics é especializada na fabricação de processadores ultra-sônicos de alto desempenho para a produção de extratos de alta qualidade de botânicos.
O amplo portfólio de produtos da Hielscher abrange desde pequenos e poderosos ultrasonicators de laboratório até sistemas robustos de bancada e totalmente industriais, que proporcionam ultra-som de alta intensidade para a extração e isolamento eficientes de componentes bioativos (por exemplo, Quercetina, Cafeína, Curcumina, Terpenos etc.). Todos os dispositivos ultra-sônicos 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 muito mais recursos de fácil utilização. Os sonotrodes e as células de fluxo (as partes, que estão em contato com o meio) podem ser esterilizados e são fáceis de limpar. Todos os nossos ultrasonicators são construídos para 24/7 operação, exigem baixa manutenção e são fáceis e seguros para operar.
Uma exposição de cor digital permite um controle fácil de usar do equipamento ultra-sônico. Nossos sistemas são capazes de entregar de baixo até muito altas amplitudes. Para a extração de compostos químicos como a astaxantina, oferecemos sonotrodes ultrassônicos especiais (também conhecidos como Sondas Ultrassônicas ou chifres) que são otimizados para o isolamento sensível de substâncias ativas de alta qualidade. A robustez do equipamento ultra-sônico de Hielscher permite a operação 24/7 no serviço pesado e em ambientes de exigência.
O controle preciso dos parâmetros do processo ultra-sônico assegura a reprodutibilidade e a padronização do processo. Os sistemas automatizados de extração ultra-sônica de escala industrial da Hielscher são projetados para altas capacidades de produção de extratos de qualidade superior, enquanto ao mesmo tempo reduzem o trabalho, o custo e a energia.
A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators:
| Volume batch | Quociente de vazão | Dispositivos Recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500mL | 10 a 200 mL / min | UP100H |
| 10 a 2000 mL | 20 a 400 mL / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 a 20L | 00,2 a 4 L / min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 de 10L / min | UIP4000hdT |
| n / D. | 10 a 100L / min | UIP16000 |
| n / D. | maior | aglomerado de UIP16000 |
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Literatura / Referências
- M. G. Cares, Y. Vargas, L. Gaete, J. Sainz, J. Alarcón (2009): ultrasonicamente assistida extração de princípios bioativos de Quillaja saponaria Molina. Congresso Internacional de ultrasonics, 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. 2019 de janeiro; 24 (1): 171.
- K. Kaur, R. Kumar, S.K. Mehta (2015): formulação de Nanoemulsão estabilizada saponina por método ultra-sônico e seu papel para proteger a degradação da quercitina da luz UV. Ultrasonics Sonochemistry 31, 2015.
- R.R.T. Majinda (2012): extração e isolamento de saponinas. Em: Satyajit D. Sarker e Lutfun Nahar (EDS.), isolação dos produtos naturais, métodos na biologia molecular, Vol. 864, 2012.
- N. Riquelme, enfermeiro Zúñiga, C. Arancibia (2019): estabilidade física de Nanoemulsões com misturas emulsificante: substituição de Tween 80 por Quillaja saponin. Lwt – Ciência e tecnologia de alimentos 111, 2019. 760-766.
Fatos, vale a pena conhecer
Sobre a árvore de Quillaja e suas saponinas
A árvore de Quillaja saponaria Molina, também conhecida como soaptree sul-americana, cresce naturalmente e extensivamente no Chile. A árvore de Quillaja saponaria (família Rosaceae) é uma grande Evergreen com uma casca grossa, nativa de vários países sul-americanos, particularmente Bolívia, Chile e Peru.
Quillaja saponina extrato 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 triterpenico com duas cadeias de açúcar. Essas cadeias de açúcar dão às saponinas uma propriedade hidrófila (= absorvíveis na água), enquanto o núcleo triterpénica é hidrofóbico (= repelente de água). Para estes, é um tensídeo anfótico, que torna a saponinas um tensoactive não iônico, permitindo a redução da tensão superficial, a solubilização de produtos hidrofóbicos em soluções aquosas, bem como a formação de micro-/nano-emulsions.
Na árvore de Quillaja, a casca contem com aproximadamente 5% a quantidade a mais elevada de saponinas, enquanto a madeira tem um índice de aproximadamente 2% das saponinas.
Uma vez que as saponinas são substâncias naturais com boas propriedades de formação de espuma e emulsificante, são frequentemente utilizadas como agentes espumantes na indústria de alimentos, bebidas e cervejas, como surfactante 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, ou um extrato cru ou purificado, em formulação líquida ou em pó, incorpora apenas ingredientes naturais e matérias-primas, autorizados para sua utilização 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. Saponinas são fitoquímicos, encontrados principalmente, mas não exclusivamente em plantas, que exibem características de formação de espuma, e consistem em agliconas policíclicos ligados a uma ou mais cadeias laterais de açúcar. A parte aglicona, que também é chamado de sapogenin, é um esteroide (C27) ou um triterpeno (C30). A capacidade de formação de espuma de saponinas é causada pela combinação de um hidrofóbico (solúvel em gordura) sapogenina e uma parte hidrofílica (solúvel em água) açúcar. [Majinda, 2012: p. 515] Os materiais vegetais com quantidades elevadas de saponina têm sido tradicionalmente utilizados como agentes emulsionantes. Exemplos proeminentes para plantas ricas em saponinas são a casca de sabão (Quillaja saponaria; Rosaceae), Soapwort (Saponaria officinalis; Caryophyllaceae) e pó de Shikakai (Gleditsia sinensis; Leguminosae). Saponinas são glicosídeos anfípatas com um alto peso molecular, que têm estruturalmente um ou mais metades hidrofílico glicosídeo que são combinados com um derivado de triterpeno lipofílico. Especialmente na indústria farmacêutica, as saponinas têm atraído muita atenção devido à sua gama de propriedades biológicas, incluindo a sua capacidade de estimular uma resposta imune, tornando-os candidatos primos para adjuvantes.
Tudo que você precisa saber sobre extração ultra-sônica
A extração assistida por ultrassom (EAU), também a extração de sono, é um método de extração verde altamente eficiente para isolar substâncias bioativas, como proteínas, vitaminas, polifenóis, pigmentos naturais, lipídios etc. de matrizes de plantas. A extração ultra-sônica é baseada no princípio de funcionamento da cavitação acústica.
Quando ondas intensas de ultra-som são aplicadas a sistemas líquidos, ocorre cavitação acústica, que é o fenômeno da geração, crescimento e eventual colapso de bolhas de vácuo (ver pic. abaixo). Durante a propagação das ondas do ultra-som, as bolhas do vácuo oscilam e crescem até que alcancem um ponto quando não podem absorver uma energia mais adicional. No auge do crescimento da bolha colapsam violentamente, o que provoca efeitos térmicos, mecânicos e químicos localmente. Os efeitos mecânicos incluem altas pressões de até 1000atm, turbulências e forças de cisalhamento intensas. Essas forças perturbam as paredes celulares e promovem a transferência de massa entre o interior da célula e o solvente liberando compostos bioativos para o líquido circundante (ou seja, solvente).
A extração ultra-sônica é baseada em cavitação acústica e suas forças de cisalhamento hidrodinâmicas
A extração ultra-sônica do sólido-líquido dos compostos dos Botanicals e do tecido da pilha foi pesquisada bem. A aplicação de ondas ultra-sônicas altamente intensas promove processos de extração de forma significativa. Além da intensificação do processo – que resulta em rendimentos mais elevados e menor tempo de extração – a degradação térmica e a perda de componentes sensíveis à temperatura são impedidas desde que o ultrasonication é tratamento não-térmico. Além disso, a extração ultra-sônica tem baixos custos de investimento e operacionais, reduz o uso de solventes e/ou permite o uso de solventes mais ecológicos, o que o torna uma técnica de extração econômica e ecológica. Superando os métodos convencionais de extração, a extração assistida por ultrasonicamente (EAU) foi adotada da indústria de alimentos para produzir bioativos com ganhos econômicos.
Extração ultra-sônica de células vegetais: a seção transversal microscópica (TS) mostra o mecanismo de ações durante a extração ultra-sônica de células (ampliação 2000x) [recurso: Vilkhu et al. 2011]
Processadores ultra-sônicos de alta potência do laboratório à escala piloto e industrial.