Extração de terpenos por ultrassom
Foi comprovado que a extração ultrassônica de terpenos fornece altos rendimentos de óxido de cariofileno de terpeno, por exemplo, de cannabis e lúpulo. O óxido de cariofileno é um terpeno encontrado na cannabis, lúpulo, pimenta, manjericão e alecrim. Como composto ativo, o óxido de cariofileno terpeno extraído é usado como aditivo aromatizante e suplemento de saúde.
Uso de óxido de cariofileno extraído
O óxido de cariofileno distingue-se pelo seu cheiro e sabor aromáticos (ou seja, ervas). Devido ao seu cheiro e sabor aromáticos intensos, é frequentemente usado como aditivo aromatizante em alimentos, bem como componente de fragrância. Além disso, também tem a capacidade de se ligar aos receptores CB2 endócrinos no corpo humano, o que o torna um componente farmacêutico interessante.
Extração ultrassônica de óxido de cariofileno
A extração ultrassônica de óxido de cariofileno de terpeno é uma excelente técnica para produzir altos rendimentos, por exemplo, de Cannabis e lúpulo. Leia mais sobre cavitação acústica, o princípio ativo da extração ultrassônica!
Como exemplo, o óxido de β-cariofileno foi extraído por ultrassom com o dispositivo ultrassônico UP100H (100 W, 30 kHz) de botões de lúpulo secos.
Os dados de análise de GC mostram o rendimento de extração do óxido de β-cariofileno, extraído com o óxido de Hielscher UP100H de lúpulo.
UP400St – Poderoso processador ultrassônico de 400 W para extração de terpenos com agitador
Análise por cromatografia gasosa do extrato ultrassônico de lúpulo: óxido de β-cariofileno, α-cariofileno, α-pineno, micreno, limoneno, α-cariofileno, óxido de cariofileno e outros.
Além do óxido de β-cariofileno, outros terpenos, como α-cariofileno, α-pineno, micreno, limoneno e α-cariofileno, entre outros, foram extraídos com sucesso.
Como os terpenos são extraídos das plantas usando ultrassom do tipo sonda? Uma instrução passo a passo!
- Primeiro, o material vegetal é moído ou cortado em pequenos pedaços para aumentar a área de superfície para extração.
- O material vegetal é então misturado com um solvente (como etanol ou água) para extrair os terpenos.
- A ultrassonografia do tipo sonda é então usada para apoiar o processo de extração, aplicando ondas de ultrassom de alta intensidade e baixa frequência a aprox. 20kHz à pasta. Isso causa cavitação acústica e uma rápida vibração do solvente, o que promove a desintegração e ruptura das células vegetais e a liberação dos terpenos.
- A mistura é então filtrada para separar o material vegetal sólido do líquido que contém os terpenos extraídos.
- O líquido é então evaporado ou submetido a processamento adicional para remover o solvente e concentrar os terpenos.
- O produto final é um extrato rico em terpenos que pode ser usado em várias aplicações, como suplementos dietéticos, alimentos funcionais e cosméticos.
Protocolo de Extração Ultrassônica de Terpenos
O lúpulo foi moído com um moedor de café convencional para obter um tamanho de partícula mais homogêneo da amostra de lúpulo.
4,5 mg de lúpulo foram colocados em um frasco e, em seguida, adicionando 5 mL de etanol. O frasco foi colocado em um copo com água gelada para dissipação de calor. Em seguida, a amostra foi sonicada com um UP100H, equipado com sonotrodo MS7, a uma configuração de amplitude de 50% por 90 seg.
Análise por cromatografia gasosa do extrato ultrassônico de lúpulo:
A sonicação garante uma alta transferência de massa entre a matriz celular e o solvente, de modo que, consequentemente, um rendimento muito alto de extrato de alta qualidade é alcançado.
- extratos de terpeno de alta qualidade (sem degradação térmica)
- Altos rendimentos
- procedimento rápido
- ROI rápido
- solventes mais suaves
- menos uso de solvente
- Seguro e fácil de operar
- Baixa manutenção
- Extração de terpenos ecológica e ecológica
A extração ultrassônica de terpenos se destaca como um método de extração verde, que permite acelerar significativamente o procedimento de extração de terpenos, exigindo menos energia do que outros métodos convencionais de extração (ou seja, CO2 supercrítico, Soxhlet etc.). Outras vantagens associadas ao uso da extração ultrassônica de terpenos são o fácil manuseio do extrator ultrassônico, processo rápido, sem desperdício químico, alto rendimento, ecologicamente correto, qualidade aprimorada devido às condições de processamento suaves e a prevenção da degradação térmica.
Extratores ultrassônicos para terpenos
A tabela abaixo fornece uma indicação de qual dispositivo ultrassônico pode ser o mais adequado para seus requisitos de extração de terpenos.
| Volume do lote | Vazão | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 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 | UIP4000 |
| n.a. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | maior | cluster de UIP16000 |
Homogeneizadores ultrassônicos de alta potência desde o laboratório até a escala industrial.
Literatura/Referências
- Selvamuthukumaran, M.; Shi, J. (2017): Recent advances in extraction of antioxidants from plant by-products processing industries. Food Quality and Safety, 2017, 1, 61–81.
- Suslick, K.S. (1990): Sonochemistry. Science 23 Mar 1990: Vol. 247, Issue 4949, pp. 1439-1445
Fatos, vale a pena conhecer
cariofileno
O cariofileno ou (-)-β-cariofileno, é um sesquiterpeno bicíclico natural que pode ser encontrado em muitos óleos essenciais. As seguintes ervas são conhecidas como uma boa fonte de cariofileno: Cannabis, cânhamo (Cannabis sativa), alcaravia preta (Carum nigrum), cravo-da-índia (Syzygium aromaticum), lúpulo (Humulus lupulus), manjericão (Ocimum spp.), orégãos (Origanum vulgare), pimenta preta (Piper nigrum), lavanda (Lavandula angustifolia), alecrim (Rosmarinus officinali e óleo de copaíba (Copaifera spp.). β-cariofileno é um fitocanabinóide com forte afinidade com o receptor canabinóide tipo 2 (CB 2), mas não com o receptor canabinóide tipo 1 (CB 1).
óxido de cariofileno
O óxido de cariofileno (também conhecido como óxido de β-cariofileno) é o derivado de oxidação do β-cariofileno e é um pó sólido cristalino branco com um ponto de fusão de aprox. 62°C.
É valorizado por seus efeitos anti-inflamatórios, anestésicos locais e antioxidantes. A primeira pesquisa sugere que o óxido de cariofileno também pode ser uma droga potencial para o tratamento do câncer. O óxido de cariofileno faz parte do anel de ciclobutano, que já é usado em pesquisas médicas para sintetizar o medicamento quimioterápico amplamente utilizado carboplatina.
O óxido de cariofileno, no qual a olefina do cariofileno se tornou um epóxido, é um componente aprovado para aromatização de alimentos.
Tanto o β-cariofileno quanto o óxido de β-cariofileno apresentam baixa solubilidade em água, o que impede sua absorção pela célula. Para usar esses sesquiterpenos como medicamentos ou suplementos nutricionais, o encapsulamento em lipossomas superar a baixa solubilidade desses sesquiterpenos em fluidos aquosos e garantir a biodisponibilidade e a bioatividade. Clique aqui para saber mais sobre o encapsulamento ultrassônico de compostos bioativos!
Óxido de cariofileno na cannabis
Na planta cannabis sativa, o óxido de cariofileno é encontrado como um sesquiterpeno, que consiste em três unidades de isopreno. O óxido de cariofileno é um dos maiores e mais abundantes terpenos da planta de cannabis e é responsável pelo aroma e cheiro característicos da cannabis. A extração ultrassônica é aplicada com sucesso para produzir Óleos de canabidiol de espectro completo, de modo que o efeito entourage dos compostos múltiplos é dado.
Cavitação ultrassônica para extração
Quando ondas de ultrassom de alta potência são introduzidas em um líquido, ocorrem ciclos de compressão e expansão (rarefação) no fluido. Durante a rarefação, vazios ou as chamadas bolhas de cavitação são geradas em um líquido. Essas bolhas de cavitação, que são pequenas bolhas de vácuo, ocorrem quando a pressão negativa é exercida, de modo que a resistência à tração local do líquido é superada. As bolhas de vácuo crescem ao longo de vários ciclos de compressão / rarefação até que não possam absorver mais energia e a bolha de cavitação sofra um colapso implosivo. Esse fenômeno é conhecido como cavitação. De acordo com a pesquisa do Prof. Suslick (1990), nas bolhas de cavitação prevalecem condições extremas com temperaturas de até 5000 K, pressões de 1000 atmosfera, taxa de aquecimento-resfriamento acima de 1010 K/s e jatos de líquidos com velocidade de até 280m/s, que aparecem como força de cisalhamento muito alta e turbulências na zona de cavitação. A combinação desses fatores (pressão, calor, cisalhamento e turbulência) é usada para acelerar a transferência de massa no processo de extração. Além disso, essas condições que ocorrem localmente também são usadas em processos ultrassônicos, como homogeneização, emulsificação ou dispersão.
A extração ultrassônica é baseada na cavitação acústica e suas forças de cisalhamento hidrodinâmicas
Extração ultrassônica de terpenos
O princípio da extração ultrassônica é baseado em dois efeitos, que são produzidos quando as ondas de ultrassom de alta potência são acopladas em um líquido ou pasta:
Em primeiro lugar, o solvente (meio líquido circundante) é empurrado para dentro da matriz celular. Dependendo da amplitude e força da cavitação, a parede celular é perfurada ou interrompida pela pressão do líquido.
Em segundo lugar, durante o ciclo de rarefação, o conteúdo da célula (ou seja, material intracelular) é liberado para fora da célula interna. Após a extração ultrassônica, os compostos visados estão no solvente e podem ser separados do solvente (por exemplo, evaporando o solvente) para que finalmente um extrato puro seja obtido.
A composição da matéria-prima (como teor de umidade, grau de maceração / moagem e tamanho de partícula, e o solvente selecionado são fatores muito importantes para obter um processo de extração ultrassônico eficiente e eficaz. Os parâmetros do processo ultrassônico também são essenciais: amplitude, pressão, temperatura e tempo de sonicação devem ser estabelecidos e otimizados para obter melhores resultados.