Extração ultrassónica utilizando cânhamo como matéria-prima

• Extratos de elevada qualidade
• Extração mais completa
• Elevada taxa de extração
• Extrato de espetro completo
• Utilização de vários solventes
• Não tóxico
• Método não térmico (a frio)
• Processo de extração rápido
• Seguro e fácil de utilizar
• Escalabilidade linear

Contacte-nos! / Faça-nos perguntas!

Informações úteis

A extração ultrassónica tornou-se a técnica mais eficaz e fácil de utilizar para a extração de compostos bioativos de materiais vegetais. O exemplo mais notável de extração bem-sucedida poderá ser o isolamento de CBD e de outros canabinoides da cannabis.

Extração ultrassónica vs. métodos de extração convencionais

A maceração em etanol é um método simples, mas muito demorado, a capacidade de processamento é limitada e os custos de solventes e de energia são elevados. O solvente residual no produto final interfere com o objetivo de produzir um extrato de elevada qualidade.
A extração com um sistema fechado de hidrocarbonetos exige a utilização de combustíveis fósseis, pelo que podem encontrar-se substâncias cancerígenas, como o benzeno, no produto final.
Os sistemas de extração com CO2 supercrítico apresentam elevados custos de investimento e um elevado consumo de energia. Os extratores de CO2 supercrítico exigem pessoal com formação adequada para o seu funcionamento, uma vez que os sistemas de CO2 a alta pressão são perigosos de operar. Uma fuga de CO2 pode provocar a morte por asfixia dos trabalhadores presentes.
A extração com água em condições críticas é uma alternativa respeitadora do ambiente, que é lenta e liberta apenas uma pequena fração dos compostos bioativos.

Extração ultrassónica

A extração ultrassónica é uma técnica de intensificação da extração que pode ser utilizada em combinação com água (sem solventes) bem como com solventes como etanol, etanol-água, glicerina, metanol, óleos vegetais ou outros solventes à escolha. A extração ultrassónica promove a transferência de massa, permitindo obter rendimentos de extração de 95–99% . A sonicação pode ser facilmente ampliada para uma escala superior e produz extratos de elevada qualidade.
Um extrator ultrassónico de pequena escala, como o UP400St (400W) , é capaz de processar um lote de até 10L em 5–15min (dependendo dos parâmetros do processo, como a matéria-prima (fresca ou seca; flores, folhas, caules), o solvente e a temperatura).
O potente extrator ultrassónico UIP2000hdT de 2kW pode funcionar como sistema em linha. No modo de fluxo contínuo, o UIP2000hdT processa facilmente 200 a 800L/hr (também dependendo dos parâmetros do processo).
O custo de investimento num processador ultrassónico é baixo em comparação com um extrator de CO2. Os custos de energia para o funcionamento são igualmente negligenciáveis. Os extratores ultrassónicos são muito seguros de operar, fáceis de limpar e exigem muito pouca manutenção.

Cannabis

Os compostos bioativos da planta cannabis (tanto do cânhamo como da marijuana) têm recebido muita atenção nos últimos tempos. Em particular, foram demonstrados muitos benefícios para a saúde do canabinoide canabidiol (CBD), que vão desde propriedades de combate ao cancro e anti-inflamatórias até efeitos de alívio da dor e antidepressivos. Além do canabidiol, a planta cannabis contém muitos outros canabinoides, como THC (tetra-hidrocanabinol), canabinol (CBN), canabigerol (CBG), canabicromeno (CBC) e canabinodiol (CBND). Os canabinoides demonstraram um imenso potencial terapêutico e são o foco de muitos estudos de investigação.
A interação dos vários canabinoides com outros compostos bioativos, como terpenos, polifenóis, flavonoides e alcaloides, parece resultar em benefícios ainda melhores para a saúde. A interação entre diferentes terpenos, diferentes canabinoides e outros compostos vegetais é designada por “efeito de comitiva”. Devido a estes efeitos de comitiva, os extratos de espetro completo, que podem ser obtidos com sucesso através da extração assistida por ultrassons (UAE), são conhecidos pelos seus efeitos terapêuticos excecionais.

Terpenos da cannabis

Os terpenoides são componentes dos óleos essenciais que podem ser encontrados em materiais vegetais. A planta cannabis é muito rica em terpenos. Na cannabis, os terpenos são produzidos nos tricomas da planta. Os tricomas são os cristais brilhantes e pegajosos que aderem às folhas e às flores. Estes tricomas constituem o mecanismo de defesa natural da planta cannabis, que a protege contra insetos e animais. Devido ao seu aroma fragrante, os terpenos atuam como repelentes. Para nós, seres humanos, a característica mais percetível dos terpenos da cannabis é o seu aroma. Estes terpenos contribuem para os múltiplos benefícios para a saúde da planta cannabis (cânhamo e marijuana).
Além do seu aroma e odor, as moléculas de terpenos são substâncias vegetais potentes que oferecem vários benefícios médicos.
Tanto a marijuana como o cânhamo do género Cannabis Sativa contêm uma quantidade excecional de terpenoides e mais de 100 tipos diferentes destas substâncias.
Cada terpeno tem propriedades únicas, que vão desde efeitos sedativos até efeitos estimulantes. Por exemplo, o nerolidol tem efeitos sedativos e ansiolíticos, o linalol ajuda a controlar os sintomas da ansiedade e da artrite, enquanto o mirceno é conhecido por aliviar a dor crónica. Os terpenos β-mirceno, Ɣ-pinene e humuleno reduzem a inflamação e têm efeitos analgésicos.
Vários terpenos são exclusivos da cannabis, mas muitos dos terpenos presentes na cannabis também se encontram em várias outras plantas. O cariofileno encontra-se, por exemplo, em legumes de folha verde, lúpulo bem como no alecrim e nos orégãos. O limoneno é o principal terpeno presente nos citrinos, como limões e laranjas.

O efeito de comitiva

Cada terpeno é conhecido por efeitos terapêuticos específicos. No entanto, os terpenos e outros compostos vegetais, como polifenóis e flavonoides, são conhecidos por apresentar efeitos sinérgicos excecionais, que resultam numa melhor simbiose entre canabinoides. Esta interação de vários compostos bioativos é conhecida como “efeito de comitiva“.
O efeito de comitiva torna os terpenos mais biodisponíveis e ajuda o organismo a absorver os canabinoides de forma mais eficiente.

Tipos de compostos bioativos

O número, a concentração e a variedade de compostos bioativos são responsáveis pelas propriedades medicinais de um extrato vegetal. Estes compostos bioativos são sintetizados como metabolitos secundários, que não contribuem para o crescimento nem para a fotossíntese nas plantas. No entanto, são cruciais para a sobrevivência das plantas e para a sua interação com o ambiente. Os compostos bioativos vegetais podem ser classificados, de forma geral, em três classes: terpenos e terpenoides, alcaloides e compostos fenólicos. Os compostos fenólicos constituem o grupo de metabolitos secundários mais amplamente distribuído no reino vegetal e são bem conhecidos e valorizados pelos seus efeitos antioxidantes. Outra classe importante de compostos fenólicos de baixo peso molecular é a dos flavonoides, que também apresentam efeitos antioxidantes muito fortes.
O conjunto de compostos fenólicos inclui ácidos fenólicos, como os ácidos benzoico e hidroxicinâmicos, flavonoides, como flavonas e flavonóis, lignanas e estilbenos. Um extrato de espetro completo (por exemplo, obtido por extração ultrassónica de cannabis) inclui todos estes diferentes compostos vegetais, que apresentam os efeitos mais abrangentes na saúde.

O princípio de funcionamento da extração ultrassónica

A extração ultrassónica baseia-se em ondas acústicas (ultrassons) acopladas a um meio líquido. As ondas ultrassónicas intensas geram ciclos de alta pressão / baixa pressão. Devido às diferenças de pressão durante a propagação das ondas ultrassónicas através do líquido, formam-se bolhas de cavitação. A implosão destas bolhas de cavitação resulta em condições de elevada densidade energética.

A extração ultrassónica de compostos ativos e óleos essenciais baseia-se no princípio de funcionamento da cavitação acústica. A figura acima mostra o efeito do colapso de uma bolha de cavitação e a consequente libertação de óleo essencial do material vegetal
fonte: Altaf et al. 2018

As condições nas proximidades das bolhas de cavitação em implosão podem ser extremas – produzindo temperaturas até 4500°C e pressões até 100 MPa. A implosão e as diferenças de pressão resultantes originam forças de cisalhamento e turbulências muito elevadas no ponto quente de cavitação. A combinação destes fatores de diferenças de pressão, diferenças térmicas e cisalhamento promove a transferência de massa e, consequentemente, os processos de extração. As forças intensas da cavitação ultrassónica provocam a rutura das células (por exemplo, de plantas, bactérias ou tecidos), libertando o material intracelular (como óleos, lípidos, proteínas e compostos ativos) para o solvente circundante.
A extração ultrassónica é, por isso, o método preferido para intensificar os processos de extração.

A extração ultrassónica baseia-se na cavitação acústica e nas suas forças hidrodinâmicas de cisalhamento