Extração ultrassónica de alho sem solventes

O alho (Allium sativum) é rico em compostos organossulfurados (p. ex., alicina, glutationa), que promovem muitos benefícios para a saúde. A extração ultrassónica é uma técnica fiável e eficiente para produzir extratos de alho altamente concentrados. A ultrassonicação proporciona elevados rendimentos de extratos de espetro completo de elevada qualidade num tempo de extração muito curto.

Extratos de alho superiores por extração ultrassónica

A utilização de um sonicador de sonda para a extração de alicina e de compostos organossulfurados do alho oferece várias vantagens, incluindo elevados rendimentos e elevada qualidade do extrato de alho, processamento rápido e uma abordagem sem solventes e respeitadora do ambiente. Em conjunto, estes fatores contribuem para a produção de extratos de alho de elevada qualidade, com bioatividade melhorada e composição consistente, tornando-a o método preferido dos investigadores e das indústrias que procuram produtos de qualidade superior derivados do alho.
A seguir, discutimos em pormenor os efeitos benéficos da extração de alho assistida por ultrassons:

• Em primeiro lugar, um sonicador de sonda utiliza ondas ultrassónicas, que são transmitidas através de uma sonda de titânio, designada sonotrodo, para o meio de extração. A energia mecânica das ondas ultrassónicas gera bolhas de cavitação no líquido, fazendo-as colapsar rapidamente. Durante este processo, ocorrem microturbulência local intensa, bem como alterações de pressão e temperatura. Estas forças promovem a rutura das paredes celulares do alho. Esta rutura facilita a libertação de alicina e de outros compostos organossulfurados retidos no interior das células, conduzindo a uma extração eficiente.
• Em segundo lugar, a natureza controlada e precisa da sonicação por sonda permite personalizar o processo de extração. Os produtores de extratos, bem como os investigadores, podem ajustar parâmetros como o tempo de sonicação, a amplitude e a temperatura para otimizar as condições de extração, maximizando assim o rendimento de alicina e de compostos organossulfurados e minimizando a degradação de compostos sensíveis. Este nível de controlo é crucial para obter extratos de elevada qualidade com composição e potência consistentes.
• Além disso, o processo de sonicação é relativamente rápido em comparação com métodos de extração tradicionais, como a maceração ou a extração Soxhlet. Esta eficiência não só poupa tempo, como também ajuda a preservar a frescura e a bioatividade dos compostos extraídos. A menor duração da extração reduz a exposição do extrato de alho ao calor e ao oxigénio, que podem degradar os compostos organossulfurados sensíveis.
• Além disso, a extração ultrassónica é compatível com qualquer solvente, incluindo solventes suaves e respeitadores do ambiente, como água, etanol aquoso ou álcool. Isto é especialmente importante quando o extrato de alho é produzido para utilização como aditivo alimentar, aromatizante, suplemento alimentar, nutracêutico ou produto farmacêutico, em que o risco de contaminação por solventes ou outros produtos químicos deve ser evitado para garantir a pureza e a segurança do produto final.

Extração ultrassónica de alicina à base de água

A alicina é a molécula de tiossulfinato mais abundante no extrato de alho. A alicina apresenta efeitos antibacterianos, antivirais, antifúngicos, antiprotozoários, anticancerígenos e hipoglicemiantes, sendo também conhecida por apoiar a saúde cardiovascular e o sistema imunitário. As atividades farmacológicas do alho estão sobretudo relacionadas com reações de troca tiol–dissulfureto com proteínas que contêm grupos tiol.
Para a produção de extratos de alho altamente concentrados, com elevadas quantidades de compostos organossulfurados, a extração ultrassónica é uma técnica fiável e eficiente para isolar tióis e outras substâncias bioativas do alho. A sonicação liberta os tióis do interior das células do alho e permite preparar um extrato de espetro completo das biomoléculas do alho. Para a extração ultrassónica de alho, pode utilizar-se água como solvente, que é não tóxica, económica e respeitadora do ambiente.
 

Secção transversal de um dente de alho antes e depois da sonicação
estudo e imagens de Bose et al. 2014

Protocolos de extração ultrassónica de alicina

Foram estabelecidos vários protocolos para a extração ultrassónica de alho. Em estudos científicos, várias equipas de investigação demonstraram que a sonicação proporciona elevados rendimentos de alicina, aliina, compostos organossulfurados e outros fitoquímicos do alho.
Arzanlou et al. (2010) relatam a extração ultrassónica de alicina de dentes de alho utilizando água como solvente. Utilizaram 20g de dentes de alho esmagados manualmente. Submeteram o alho macerado a sonicação em 600mL de água destilada durante 5 min, utilizando o Hielscher UP200S (200watts) a 100 % de amplitude. Foi utilizado um banho de gelo para dissipar o calor. Após a extração ultrassónica, a pasta de alho foi espremida através de um pano de queijo de cinco camadas. A suspensão foi transferida para um tubo de 50mL e centrifugada a 1258g, a 4ºC, durante 20 min, para separar os resíduos restantes do líquido. O sobrenadante foi transferido para um tubo estéril de 50mL e selado para armazenamento.

Bose et al. (2014) compararam a extração ultrassónica por sonda com a maceração tradicional, a sonicação em banho e a extração por micro-ondas. Os resultados mostraram que a extração ultrassónica por sonda proporcionou os rendimentos mais elevados de alicina.

Ismail et al. (2014) relatam a extração ultrassónica eficiente das biomoléculas que contêm enxofre, cisteína e glutationa, de bolbos de alho. Aplicaram a extração ultrassónica à base de água para extrair tióis de bolbos de alho utilizando um UP100H com uma definição de amplitude de 100%. Verificaram que a concentração ótima de alho era de 10% (w/v) numa extração em copo de precipitação aberto. A quantificação dos tióis foi efetuada pelo método do reagente de Ellman. Obtiveram um rendimento de extrato de 0,170mM de tióis. Os investigadores concluem que a extração ultrassónica à base de água é um método simples, seguro e económico para isolar tióis do alho.
 
 

Sonicadores de elevado desempenho para extração de alho

Os sistemas de extração da Hielscher Ultrasonics são utilizados em todo o mundo nas indústrias alimentar e farmacêutica para a produção comercial de extratos vegetais de elevada qualidade utilizados como aditivos alimentares, suplementos alimentares e agentes terapêuticos. Quer o seu objetivo seja produzir lotes mais pequenos de extratos de alho ou processar grandes quantidades de extratos botânicos de elevada qualidade, a Hielscher Ultrasonics tem o extrator ultrassónico ideal para si.

Vantagens competitivas da extração ultrassónica

Os principais benefícios da extração ultrassónica de compostos bioativos de materiais botânicos, como o alho, incluem a redução significativa do tempo de extração e processamento, o respeito pelo ambiente devido à extração à base de água ou à utilização reduzida de solventes e às emissões negligenciáveis de CO₂, a reduzida quantidade de energia utilizada, bem como a operação simples e segura dos sistemas ultrassónicos.

Normalização do processo com a Hielscher Ultrasonics

Os extratos utilizados em alimentos ou produtos farmacêuticos devem ser produzidos de acordo com as Boas Práticas de Fabrico (GMP) e segundo especificações de processamento normalizadas. Os sonicadores digitais da Hielscher Ultrasonics incluem software inteligente, que facilita a definição e o controlo preciso do processo de sonicação. O registo automático de dados grava todos os parâmetros do processo ultrassónico, como a energia ultrassónica (energia total e líquida), a amplitude, a temperatura e a pressão (quando estão instalados sensores de temperatura e pressão), com data e hora, no cartão SD integrado. Isto permite-lhe rever cada lote processado por ultrassons. Ao mesmo tempo, são asseguradas a reprodutibilidade e uma qualidade do produto continuamente elevada. A robustez de todos os sonicadores Hielscher permite o funcionamento 24/7 em serviço intensivo e em ambientes exigentes.
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento dos nossos sonicadores: