Extração de quercetina por ultra-sons
A quercetina é um dos polifenóis vegetais mais estudados, valorizada pela sua atividade antioxidante e pelo seu papel em suplementos alimentares, alimentos funcionais e nutracêuticos. Uma vez que a quercetina e os seus glicósidos (por exemplo, rutina, isoquercetina) são sensíveis ao calor e à oxidação, a produção de um extrato de elevada pureza requer uma técnica de extração eficiente, mas suave e não térmica. É precisamente aqui que a extração ultrassónica da quercetina se destaca.
Ultra-sons de alto desempenho para extractos de quercetina de alta qualidade
A extração assistida por ultrassons (UAE) utiliza ultrassons de alta potência e baixa frequência para romper mecanicamente as paredes celulares das plantas e aumentar drasticamente a transferência de massa, libertando a quercetina para o solvente em minutos, em vez de horas. Em comparação com a maceração, Soxhlet ou à digestão térmica, a extração ultrassónica proporciona rendimentos mais elevados, tempos de processamento mais curtos, volumes de solvente mais reduzidos e uma bioatividade melhor preservada – o que o torna uma opção atraente para laboratórios, instalações-piloto e produção em escala industrial de extratos botânicos e polifenólicos.
Pronto para passar da maceração e do método Soxhlet para uma extração rápida, suave e não térmica? Contacte-nos já – Ajudá-lo-emos a escolher o sistema ultrassónico adequado para o seu material vegetal.
120L Ultrasonic Batch Extraction of Botanicals with o sonicador UIP2000hdT
- Rendimentos superiores
- Extração a alta velocidade – em poucos minutos
- Extractos de alta qualidade – Suave, não térmico
- Solventes verdes (água, etanol, metanol, etc.)
- funcionamento fácil e seguro
- Baixos custos de investimento e operacionais
- Funcionamento 24 horas por dia, 7 dias por semana, em serviço pesado
- Método ecológico e amigo do ambiente
Efeitos da ultrassonografia na estrutura celular: A rutura das paredes celulares induzida por ultra-sons permite a libertação de quercetina e rutina de Euonymus alatus.
Imagem e estudo: ©Yang e Zhang, 2008.
Por que razão a quercetina exige um método de extração suave
A quercetina está presente em muitas frutas, legumes e ervas aromáticas – incluindo maçãs, cebolas, frutos silvestres, chá, uvas e vegetais de folhas verdes. Enquanto polifenol/flavonol, pode degradar-se sob calor prolongado, condições alcalinas fortes ou contacto prolongado com solventes, o que reduz o rendimento e compromete a qualidade do extrato final. Um método suave, não térmico e de curta duração ajuda, portanto, a preservar tanto a quantidade como a qualidade funcional (capacidade antioxidante) da quercetina extraída.
Como funciona a extração por ultrassons da quercetina
O papel da cavitação acústica O ultrassom de alta intensidade cria bolhas microscópicas de cavitação no líquido. O seu colapso implosivo gera pontos quentes localizados, forças de cisalhamento e microjatos que rompem as paredes celulares das plantas e fragmentam as matrizes dos tecidos. Isto abre os compartimentos celulares onde a quercetina está armazenada e acelera a sua difusão para o solvente circundante, pelo que o composto ativo é libertado mais rapidamente e de forma mais completa.
Fluxo de processo típico para a extração ultrassónica de quercetina
- Preparação: moer, cortar ou liofilizar a matéria-prima vegetal (por exemplo, folhas, cascas, sementes) para aumentar a área de superfície.
- Seleção de solventes: escolha um solvente ecológico, próprio para uso alimentar, como água, etanol ou uma mistura de água e etanol.
- Sonicação: extrair em modo de lote (com agitação) ou em modo de célula de fluxo contínuo durante 5 a 30 minutos.
- Separação: filtrar ou centrifugar o extrato e recuperar o líquido rico em quercetina.
- Concentração / purificação: opcionalmente, secar, precipitar ou purificar, conforme necessário.
Nota: os tempos, amplitudes e proporções de solventes específicos dependem da espécie vegetal e da matriz em análise – Os nossos especialistas em processos podem ajudá-lo a otimizar os parâmetros do processo para a sua matéria-prima.
sonicador UP200Ht para a extração de quercetina
Estudo de caso: Extração de quercetina assistida por ultra-sons
Sharifi et al. (2017) demonstraram que a extração por ultrassons é um método eficaz e prático para extrair flavonóides, como a quercetina, de plantas medicinais. Utilizaram o Hielscher UP400St (400 W, ver imagem à esquerda) com uma amplitude de 50%. As folhas de rabanete (Raphanus sativus) foram colocadas em metanol e submetidas a sonicação durante 10 minutos, o que resultou num rendimento de quercetina de 11,8%.A superioridade da extração assistida por ultrassons em comparação com técnicas convencionais, tais como a maceração, a extração de Soxhlet e a digestão térmica. A extração por ultrassons destaca-se pelos rendimentos mais elevados, tempos de extração significativamente mais curtos e quantidades menores de solventes. A aplicação de ondas ultrassónicas gera cavitação, o que rompe as paredes celulares do material vegetal e promove a transferência de massa. Assim, a extração ultrassónica é mais eficaz do que os métodos tradicionais e destaca-se na extração de quercetina a partir de matrizes orgânicas. Embora a extração ultrassónica tenha demorado apenas 10 min. – em comparação com os tempos de extração de 24 horas para a maceração, 60 minutos para a digestão térmica e 24 horas para a extração por Soxhlet – a quantidade de quercetina extraída por ultra-sons foi superior à da digestão, maceração e extração por Soxhlet.
A extração ultra-sónica (EAU) dá rendimentos significativamente mais elevados de quercetina em tempos de extração mais curtos quando comparados com os métodos de extração convencionais.
fonte: Sharifi et al., 2017
Sonicator UP400ST para extração botânica
equipamento de extração por ultra-sons
A Hielscher Ultrasonics é especializada no fabrico de processadores de ultra-sons de alto desempenho para a produção de extractos de alta qualidade a partir de plantas.
A Hielscher oferece uma vasta gama de produtos que vão desde pequenos e potentes ultrassons de laboratório a sistemas robustos de bancada e totalmente industriais, que fornecem ultra-sons de alta intensidade para a extração e isolamento eficientes de substâncias bioactivas (por exemplo, polifenóis), gingerol, Piperina, curcumina etc.). Todos os dispositivos ultra-sónicos de 200 watts a 16.000 watts possuem um visor colorido para controlo digital, um cartão SD integrado para gravação automática de dados, controlo remoto por browser e muitas outras caraterísticas de fácil utilização. Os sonotrodos e as células de fluxo (as partes que estão em contacto com o meio) podem ser autoclavados e são fáceis de limpar. Todos os nossos ultrassons são construídos para funcionar 24 horas por dia, 7 dias por semana, requerem pouca manutenção e são fáceis e seguros de operar.
Um visor digital a cores permite um controlo fácil do ultrassonicador, o que torna o processo precisamente ajustável. Os nossos sistemas são capazes de fornecer desde baixas amplitudes até amplitudes muito elevadas. Para a extração de polifenóis, como a quercetina, oferecemos sonotrodos ultra-sônicos especiais (também conhecidos como sondas ultra-sônicas ou chifres) que são otimizados para o isolamento sensível de substâncias activas de alta qualidade. A robustez dos sonicadores Hielscher permite o funcionamento 24 horas por dia, 7 dias por semana, em serviço pesado e em ambientes exigentes.
O controlo preciso dos parâmetros do processo ultrassónico assegura a reprodutibilidade e a normalização do processo.
Processadores ultra-sónicos de alta potência da laboratório para pilotar e escala industrial.
Perguntas frequentes sobre a extração ultrassónica de quercetina
O que é a quercetina?
A quercetina, um flavonol vegetal (que é um subgrupo do grupo dos flavonóides dos polifenóis), encontra-se em muitas frutas, legumes e folhas. As fontes naturais de quercetina são as maçãs, os pimentos, o vinho tinto, as cerejas escuras e as bagas (mirtilos, mirtilos, amoras e outras), os tomates, os vegetais crucíferos, como os brócolos, as couves e os rebentos; vegetais verdes folhosos, como espinafres e couves; citrinos, cacau, arandos, cereais integrais, como trigo sarraceno, espargos, alcaparras, cebolas vermelhas, azeite, chá preto e verde, feijões e leguminosas; ervas aromáticas, como sálvia, sabugueiro americano, erva de S. João e ginkgo. John's wort e ginkgo biloba.
Que solventes são utilizados na extração ultrassónica da quercetina?
São frequentemente utilizados solventes ecológicos e próprios para uso alimentar, tais como água, etanol, metanol ou misturas de água e etanol.
Por que razão é necessário um método de extração suave para a quercetina?
Uma vez que a quercetina é um composto bioativo sensível, é necessária uma técnica eficiente, mas suave, para evitar a sua decomposição na produção de extratos de alta qualidade destinados a aditivos alimentares e suplementos. A extração por ultrassons é um método suave, não térmico e puramente mecânico que permite obter quantidades elevadas de quercetina num tempo de extração muito curto.
Como funciona a extração por ultra-sons?
A extração por ultrassons baseia-se no fenómeno da cavitação acústica, que rompe as paredes celulares do material vegetal e promove a transferência de massa, libertando compostos bioativos, tais como polifenóis, quercetina e antioxidantes. Isto torna a sonicação um método preferencial para isolar compostos botânicos sensíveis.
Quais são as principais vantagens da extração ultrassónica da quercetina?
As principais vantagens incluem rendimentos superiores, extração a alta velocidade em poucos minutos, extratos suaves e não térmicos de elevada qualidade, a utilização de solventes ecológicos (água, etanol, metanol, etc.), um funcionamento fácil e seguro, baixos custos de investimento e de exploração, e a capacidade de funcionar 24 horas por dia, 7 dias por semana, em condições de trabalho intensivo. Trata-se também de um método ecológico e sustentável.
A extração por ultrassons é reprodutível e adequada para a escala industrial?
Sim. O controlo preciso dos parâmetros do processo ultrassónico garante a reprodutibilidade e a normalização do processo. A Hielscher fornece sonotrodos especiais, otimizados para o isolamento cuidadoso de substâncias ativas de alta qualidade, facilitando a transição da produção laboratorial para a produção-piloto e industrial.
A que benefícios para a saúde está associada a quercetina?
Os glicósidos da quercetina (como a isoquercetina) e os flavonóides relacionados têm sido descritos como agentes antivirais, antimicrobianos, anti-inflamatórios e antialérgicos, capazes de exercer uma influência positiva em diferentes tipos de células, tanto em animais como em seres humanos. A quercetina pode ajudar a reduzir a inflamação, combater as alergias, apoiar a saúde cardíaca, combater a dor, melhorar potencialmente a resistência, combater o cancro e proteger a saúde da pele e do fígado.
Literatura/Referências
- Sharifi, Niusha; Mahernia, Shabnam; Amanlou, Massoud (2017): Comparação de diferentes métodos na extração de quercetina de folhas de Raphanus sativus L. Ciências Farmacêuticas março de 2017, 23, 59-65.
- Anaya-Esparza, Luis Miguel; Ramos-Aguirre, Dení; Zamora-Gasga, Víctor Manuel; Yahia, Elhadi; Montalvo-González, Efigenia (2018): Otimização da extração assistida por ultra-sons de compostos fenólicos de folhas de Justicia spicigera. Ciência e Biotecnologia Alimentar 27, 2018. 1093-1102.
- Wang, L., Li, Z., Huang, J. et al. (2022): Efeito da extração assistida por ultra-sons de polifenóis de cascas de maçã em sistemas de água CO2. Tecnologia de Bioprocessamento de Alimentos 15, 2022. 1157-1167.
- Lucas-González R., Viuda-Martos M., Pérez-Álvarez J.Á., Fernández-López J. (2024): Fatores de triagem que influenciam a extração assistida por ultrassons de (poli)fenóis a partir de sementes de tamareira. Frontiers in Chemistry, Volume 12, 2024.
- Sumbal Jamshaid, Dildar Ahmed (2022): Otimização da extração assistida por ultra-sons de compostos valiosos do fruto de Melia azedarach com solvente eutéctico profundo de glicerol-cloreto de colina. Química e Farmácia Sustentáveis, Volume 29, 2022.