Ultrassom supera outros métodos de extração por velocidade
O procedimento rápido de extração ultra-sónica e as economias de tempo daí resultantes na produção de extractos são uma das muitas vantagens da extração ultra-sónica de compostos bioactivos de plantas. A extração ultra-sónica tem sido cientificamente comparada com técnicas de extração alternativas, tais como extração de CO2 supercrítico, maceração, calor-refluxo, Soxhlet, ou extração por micro-ondas e os resultados da investigação provam a vantagem significativa da ultra-sons em relação à velocidade de extração e ao rendimento.
Ultra-sons como procedimento de extração rápida
A extração ultra-sónica de compostos bioactivos é bem conhecida pelos seus elevados rendimentos, extractos de alta qualidade, tempo de extração curto, baixo consumo de energia e a capacidade de trabalhar com solventes muito suaves. Todos esses fatores contribuem para a extraordinária eficiência global da extração ultra-sônica de constituintes bioativos de materiais vegetais.
Abaixo pode encontrar uma seleção de relatórios de investigação científica, nos quais a extração por ultra-sons (também extração assistida por ultra-sons / UAE) foram comparadas com outras técnicas de extração, tais como maceração, Soxhlet, refluxo térmico, CO2e extração por micro-ondas.
ultrassom UP400St para extração a alta velocidade de substâncias botânicas em modo descontínuo
| Aplicação de extração | Tempo de extração por ultra-sons | Tempo do método de extração alternativo | Informações adicionais | Fonte |
|---|---|---|---|---|
| Extração de antocianinas de bagas de murta | 5 min | 15 min micro-ondas |
ultrassonicador UP200S | Gonzalez et al., 2019 |
| Extração de folhas de boldo | 5-30 min | 15-90 min Maceração |
ultrassonicador UIP1000hdT "Podemos ver que de 5 a 30 minutos de sonicação, o rendimento é equivalente ao rendimento da maceração convencional de 15 a 90 minutos: UAE requer um terço do tempo para extrair o material solúvel das folhas na maceração convencional". |
Petigny et al., 2013 |
| Extração de fenóis e flavonóides totais da salva | 11 min | 30 min extração convencional com agitador de banho-maria a 60ºC |
Extractores por ultra-sons UP100H, UP400S |
Dent et al., 2015 |
| Extração de polifenóis de folhas de oliveira | 21 min | 60min extração por refluxo térmico convencional |
Ultrassom UP400S | Dobrinčić et al., 2020 |
| Extração de fenólicos bioactivos das folhas de Malva sylvestris | 49 min 48°C a 110W |
5 h extração em leito agitado a 150 rpm |
ultrassonicador UP200S A análise por HPLC revelou que a concentração de fenólicos bioactivos aumentou significativamente (p≺0,05) sob o regime ótimo de UAE condições. |
Bimakr et al., 2017 |
| Extração de lípidos da semente de Winter Melon (Benincasa hispida) | ∼36 min | Extração supercrítica de dióxido de carbono combinada com a técnica de oscilação de pressão (SCE-PST) (∼50 min), CO supercrítico2 (∼97 min), e extração convencional por Soxhlet (∼360 min) | Comparação de dióxido de carbono supercrítico (sCO2), extração assistida por ultra-sons (UAE), extração supercrítica de dióxido de carbono combinada com a técnica de oscilação de pressão (SCE-PST) e a extração por Soxhlet mostram que a EAU é a técnica de extração mais eficiente e rápida. | Bimakr et al. (2015) |
Comparação de dióxido de carbono supercrítico (sCO2), extração assistida por ultra-sons (UAE), extração supercrítica de dióxido de carbono combinada com a técnica de oscilação de pressão (SCE-PST) e a extração com Soxhlet mostra que UAE é a técnica de extração mais eficaz e rápida.
- Elevada eficiência de extração
- Rendimentos de extração superiores
- processo rápido
- Baixas temperaturas
- Adequado para extrair compostos termolábeis
- Compatível com qualquer solvente
- Baixo consumo de energia
- Técnica de extração verde
- funcionamento fácil e seguro
- Baixos custos de investimento e operacionais
- Funcionamento 24 horas por dia, 7 dias por semana, em serviço pesado
Extractores ultra-sónicos de elevado desempenho para o isolamento expresso de compostos
O equipamento ultrassónico de última geração da Hielscher permite uma extração rápida de biomoléculas de alta qualidade das plantas. O controle total sobre os parâmetros do processo, como amplitude, temperatura, pressão e entrada de energia, permite as condições de extração mais eficientes e mais suaves, produzindo extratos não danificados e altamente bioativos. A otimização dos parâmetros de extração ultra-sónica, tais como o tamanho de partícula da matéria-prima, o tipo de solvente, a relação sólido-solvente e o tempo de extração podem ser optimizados para a maior eficiência e os melhores resultados globais. Uma vez que a extração ultra-sónica é um método de extração não térmica, a degradação térmica dos ingredientes bioactivos pode ser evitada, resultando numa qualidade de extrato superior.
Em geral, as vantagens como o elevado rendimento, o curto tempo de extração, a baixa temperatura de extração e os requisitos reduzidos de solvente fazem da sonicação o método de extração preferido.
A ultrassonografia supera o micro-ondas na extração de antocianinas de bagas de murta. A sonicação é três vezes mais rápida do que a extração por micro-ondas.
A comparação de ultra-sons vs convencional com um agitador de banho de água mostra um tempo de extração significativamente reduzido para fenóis totais e flavonóides de sálvia quando a extração por ultra-sons é utilizada. A extração por ultra-sons requer apenas um terço do tempo de extração com um agitador de banho-maria.
Extração por ultra-sons: Estabelecido em laboratório e na indústria
A extração por ultra-sons é amplamente aplicada para a extração de qualquer tipo de composto bioativo de plantas, fungos, algas, bactérias e células de mamíferos. A extração ultra-sônica foi estabelecida como um simples, rentável e altamente eficiente que supera outras técnicas de extração tradicionais por rendimentos de extração mais elevados e duração de processamento mais curta.
Com sistemas de ultra-sons de laboratório, de bancada e totalmente industriais prontamente disponíveis, a extração por ultra-sons é hoje em dia uma tecnologia bem estabelecida e de confiança. Os extractores de ultra-sons Hielscher estão instalados em todo o mundo em instalações de processamento industrial para a produção de compostos bioactivos de qualidade alimentar e farmacêutica.
O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons:
| Volume do lote | caudal | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
| 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 | UIP4000hdt |
| n.d. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.d. | maior | grupo de UIP16000 |
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A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultra-sónicos de alto desempenho para aplicações de mistura, dispersão, emulsificação e extração à escala laboratorial, piloto e industrial.
Literatura / Referências
- Bimakr, Mandana; Ganjloo, Ali; Zarringhalami, Soheila; Ansarian, Elham (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 26(6); 2017.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Bimakr, Mandana; Abdul Rahman, Russly; Ganjloo, Ali; Taip, Farah; Mohd Adzahan, Noranizan; Sarker, Md Zaidul (2016): Characterization of Valuable Compounds from Winter Melon (Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.) Seeds Using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Combined with Pressure Swing Technique. Food and Bioprocess Technology 9, 2016. 396-406.
- Bimakr, Mandana, Russly Abdul Rahman, Farah Saleena Taip, Noranizan Mohd Adzahan, Md. Zaidul Islam Sarker, Ali Ganjloo (2012): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Crude Oil from Winter Melon (Benincasa hispida) Seed Using Response Surface Methodology and Evaluation of Its Antioxidant Activity, Total Phenolic Content and Fatty Acid Composition. Molecules 17, No. 10, 2012 11748-11762.
- González de Peredo; Ana V., Vázquez-Espinosa, Mercedes; Espada-Bellido, Estrella; Ferreiro-González, Marta; Amores-Arrocha, Antonio; Palma, Miguel; Barbero, Gerardo; Jiménez-Cantizano, Ana (2019): Alternative Ultrasound-Assisted Method for the Extraction of the Bioactive Compounds Present in Myrtle (Myrtus communis L.). Molecules. 2019 Mar 2;24(5):882.
- Dent, Maja; Verica, Dragović-Uzelac; Garofulić, Ivona; Bosiljkov, Tomislav; Ježek, Damir; Brncic, Mladen (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 29 (3), 2015.
- Dobrinčić, Ana; Maja Repajić, Ivona E. Garofulić, Lucija Tuđen, Verica Dragović-Uzelac; Branka Levaj (2020): Comparison of Different Extraction Methods for the Recovery of Olive Leaves Polyphenols. Processes 8, no. 9, 2020.
Fatos, vale a pena conhecer
Princípio de funcionamento da extração por ultra-sons
A extração ultra-sónica é um método amplamente utilizado para isolar e separar componentes bioactivos de materiais vegetais. Uma vez que a sonicação é compatível com qualquer tipo de solvente, o procedimento de extração ultra-sónica pode ser concebido de forma óptima em relação aos compostos bioactivos (ou seja, os compostos visados), a sua polaridade, solubilidade, sensibilidade ao calor e outros factores. Adaptando o processo de sonicação especificamente a um determinado composto ou a vários compostos, pode ser escolhida a configuração mais ideal para obter um extrato de qualidade extraordinariamente elevada.
As ondas de ultra-sons acopladas a um líquido ou lama criam vibrações intensas e cavitação acústica. A cavitação acústica aka ultra-sónica é determinada por diferenciais de pressão extremamente elevados que ocorrem localmente, forças de cisalhamento e jactos de líquido. Estas forças quebram as paredes celulares, rompem as células vegetais e intensificam a transferência de massa entre o interior das células e o solvente. Deste modo, os ingredientes bioactivos são libertados eficazmente para o solvente circundante, a partir do qual as moléculas-alvo podem ser facilmente isoladas e purificadas (por exemplo, por evaporação por rotor, destilação a vapor ou HPLC).
Extração ultra-sónica de células vegetais: a secção transversal microscópica (TS) mostra o mecanismo de acções durante a extração ultra-sónica de células (ampliação 2000x)
[fonte: Vilkhu et al. 2011]
A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultra-sónicos de alto desempenho a partir de laboratório para dimensão industrial.