A ultrassonicação supera outros métodos de extração em rapidez
O procedimento rápido de extração ultrassónica e a consequente poupança de tempo na produção de extratos constituem uma das muitas vantagens da extração ultrassónica de compostos bioativos de plantas. A extração ultrassónica foi comparada cientificamente com técnicas de extração alternativas, como a extração com CO2 supercrítico, a maceração, a extração a quente sob refluxo, a extração Soxhlet ou a extração por micro-ondas, e os resultados da investigação comprovam a vantagem significativa da ultrassonicação em termos de rapidez e rendimento da extração.
Ultrassonicação como procedimento de extração rápido
A extração ultrassónica de compostos bioativos é bem conhecida pelos seus elevados rendimentos, extratos de alta qualidade, curto tempo de extração, baixo consumo de energia e capacidade de trabalhar com solventes muito suaves. Todos estes fatores contribuem para a extraordinária eficiência global da extração ultrassónica de constituintes bioativos de materiais vegetais.
Abaixo encontra uma seleção de relatórios de investigação científica nos quais a extração ultrassónica (também designada extração assistida por ultrassons / UAE) foi comparada com outras técnicas de extração, como a maceração, a extração Soxhlet, a extração a quente sob refluxo, a extração com CO2 supercrítico e a extração por micro-ondas.
Sonicador UP400St para extração rápida de materiais vegetais em modo descontínuo
| Aplicação de extração | Tempo de extração ultrassónica | Tempo do método de extração alternativo | Informações adicionais | Fonte |
|---|---|---|---|---|
| Extração de antocianinas de bagas de murta | 5 min | 15 min micro-ondas |
sonicador UP200S | Gonzalez et al., 2019 |
| Extração de folhas de boldo | 5–30 min | 15–90 min maceração |
sonicador UIP1000hdT “Podemos observar que, com 5 a 30 min de sonicação, o rendimento é equivalente ao da maceração convencional durante 15 a 90 min: UAE requer um terço do tempo da maceração convencional para extrair o material solúvel das folhas.” |
Petigny et al., 2013 |
| Extração de fenóis totais e flavonoides de salva | 11 min | 30 min extração convencional com agitador de banho de água a 60ºC |
extratores ultrassónicos UP100H, UP400S |
Dent et al., 2015 |
| Extração de polifenóis de folhas de oliveira | 21 min | 60min extração convencional a quente sob refluxo |
sonicador UP400S | Dobrinčić et al., 2020 |
| Extração de compostos fenólicos bioativos de folhas de Malva sylvestris | 49 min 48°C a 110W |
5 h extração em leito agitado a 150 rpm |
Sonicador UP200S A análise por HPLC revelou que a concentração de compostos fenólicos bioativos aumentou significativamente (p≺0,05) nas condições ótimas de UAE . |
Bimakr et al., 2017 |
| Extração de lípidos de sementes de melão-de-inverno (Benincasa hispida) | ∼36 min | Extração com dióxido de carbono supercrítico combinada com a técnica de variação de pressão (SCE-PST) (∼50 min), extração supercrítica com CO2 (∼97 min) e extração Soxhlet convencional (∼360 min) | A comparação entre dióxido de carbono supercrítico (sCO2), extração assistida por ultrassons (UAE), extração com dióxido de carbono supercrítico combinada com a técnica de variação de pressão (SCE-PST) e extração Soxhlet mostra que a UAE é a técnica de extração mais eficiente e rápida. | Bimakr et al. (2015) |
A comparação entre dióxido de carbono supercrítico (sCO2), extração assistida por ultrassons (UAE), extração com dióxido de carbono supercrítico combinada com a técnica de variação de pressão (SCE-PST) e extração Soxhlet mostra que a UAE é a técnica de extração mais eficiente e rápida.
- Elevada eficiência de extração
- Rendimentos de extração superiores
- Processo rápido
- Temperaturas baixas
- Adequada para extrair compostos termolábeis
- Compatível com qualquer solvente
- Baixo consumo de energia
- Técnica de extração ecológica
- Operação fácil e segura
- Baixos custos de investimento e operação
- Operação 24/7 em condições de trabalho intensivo
Extratores ultrassónicos de alto desempenho para isolamento rápido de compostos
Os equipamentos ultrassónicos de última geração da Hielscher permitem a extração rápida de biomoléculas de alta qualidade a partir de plantas. O controlo total dos parâmetros do processo, como amplitude, temperatura, pressão e energia fornecida, permite as condições de extração mais eficientes e suaves, produzindo extratos intactos e altamente bioativos. Os parâmetros de extração ultrassónica, como o tamanho das partículas da matéria-prima, o tipo de solvente, a proporção entre sólido e solvente e o tempo de extração, podem ser otimizados para obter a máxima eficiência e os melhores resultados globais. Como a extração ultrassónica é um método de extração não térmico, é possível evitar a degradação térmica dos ingredientes bioativos, obtendo extratos de qualidade superior.
De um modo geral, vantagens como o elevado rendimento, o curto tempo de extração, a baixa temperatura de extração e as menores necessidades de solvente tornam a sonicação o método de extração preferido.
A ultrassonicação supera as 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 entre a extração ultrassónica e a extração convencional com um agitador de banho de água mostra uma redução significativa do tempo de extração de fenóis totais e flavonoides de salva quando se utiliza a extração por ultrassons. A extração ultrassónica requer apenas um terço do tempo de extração com um agitador de banho de água.
Extração ultrassónica: consolidada no laboratório e na indústria
A extração ultrassónica é amplamente utilizada para extrair qualquer tipo de composto bioativo de materiais vegetais, fungos, algas, bactérias e células de mamíferos. A extração ultrassónica consolidou-se como uma técnica simples, económica e altamente eficiente, que supera outras técnicas de extração tradicionais graças a rendimentos de extração mais elevados e a tempos de processamento mais curtos.
Com sistemas ultrassónicos de laboratório, de bancada e totalmente industriais prontamente disponíveis, a extração ultrassónica é atualmente uma tecnologia consolidada e de confiança. Os extratores ultrassónicos da Hielscher estão instalados em unidades de processamento industrial em todo o mundo para a produção de compostos bioativos de grau alimentar e farmacêutico.
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos sonicadores:
| 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 |
| não aplicável | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| não aplicável | superior | conjunto de UIP16000 |
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Bibliografia / 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.
Informações úteis
Princípio de funcionamento da extração ultrassónica
A extração ultrassónica é um método amplamente utilizado para isolar e separar componentes bioativos de materiais vegetais. Como a sonicação é compatível com qualquer tipo de solvente, o procedimento de extração ultrassónica pode ser concebido de forma ótima em função dos compostos bioativos (isto é, dos compostos-alvo), da sua polaridade, solubilidade, sensibilidade ao calor e de outros fatores. Adaptando o processo de sonicação especificamente a um determinado composto ou a vários compostos, pode escolher-se a configuração mais adequada para obter um extrato de qualidade extraordinariamente elevada.
As ondas ultrassónicas acopladas a um líquido ou a uma suspensão espessa geram vibrações intensas e cavitação acústica. A cavitação acústica, também designada cavitação ultrassónica, é determinada por diferenciais de pressão extremamente elevados que ocorrem localmente, forças de cisalhamento e jatos de líquido. Estas forças rompem as paredes celulares, provocam a rutura das células vegetais e intensificam a transferência de massa entre o interior das células e o solvente. Deste modo, os ingredientes bioativos são libertados eficientemente para o solvente circundante, a partir do qual as moléculas-alvo podem ser facilmente isoladas e purificadas (por exemplo, por evaporação rotativa, destilação a vapor ou HPLC).
A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassónicos de alto desempenho desde a escala laboratorial até à escala industrial.

