Extracția cu ultrasunete a plantelor medicinale

Ierburile, condimentele și alte materiale vegetale sunt bogate în fitochimicale, care sunt componente valoroase pentru produsele medicinale și nutriționale. Sonicarea distruge structura celulară și eliberează compușii bioactivi – rezultând randamente mai mari și viteze de extracție mai rapide. Fiind un proces netermic, sonicarea este o tehnică de extracție blândă, care previne degradarea termică a extractului. Aceste fapte fac din extractoarele cu ultrasunete de tip sondă tehnica de extracție superioară pentru extracte botanice de înaltă calitate.

Extracția cu ultrasunete a antioxidanților

Antioxidanții sunt compuși bioactivi captatori de radicali, care se găsesc în plante. Antioxidanții precum vitamina C, vitamina E, tiolii etc. sunt substanțe active farmacologic, utilizate pentru îmbunătățirea sănătății și pentru tratarea bolilor.
Datorită eficienței ridicate a procesului, extracția cu ultrasunete permite utilizarea unei game foarte largi de materii prime pentru izolarea antioxidanților. Pe lângă plante precum ierburile, fructele și legumele, antioxidanții de înaltă calitate pot fi extrași cu ultrasunete din materiale de valoare scăzută sau din deșeuri, precum învelișuri, tulpini, semințe, coji, sâmburi, rădăcini etc.

Acest videoclip prezintă extracția cu ultrasunete din hamei (humulus lupulus). Cariofilena și alți compuși sunt extrași cu sonicatorul UP200Ht.

Extracția cu ultrasunete a adaptogenilor

Adaptogenii, precum taninurile, sunt molecule polifenolice, adesea astringente, cunoscute pentru capacitatea lor de a crește toleranța la stres a celulelor de mamifere. Aceste molecule sunt captive în celula vegetală. Pentru a obține adaptogeni cu biodisponibilitate ridicată, moleculele trebuie eliberate din materialul vegetal. Dezintegrarea celulelor cu ultrasunete deschide celulele prin ruperea pereților celulari și crește transferul de masă dintre interiorul celulei și solventul înconjurător. Datorită mecanismului său de acțiune foarte eficient, sonicarea este o metodă fiabilă și eficientă de izolare a adaptogenilor de înaltă calitate și cu randamente ridicate.

De ce să utilizați un sonicator pentru extracția plantelor medicinale?

Sonicatoarele cu sondă sunt tehnologia consacrată pentru o extracție simplă, dar foarte eficace, a extractelor de înaltă calitate din plante. În industria extractelor din plante, sonicarea este metoda de extracție preferată pentru producția de extracte botanice, datorită mai multor caracteristici avantajoase care fac tehnica ultrasonică foarte eficace și eficientă. Să analizăm câteva dintre motivele principale:

Eficiență sporită a extracției: Sonicarea cu sondă utilizează unde sonore de înaltă frecvență transmise direct printr-o sonotrodă imersată în mediul de extracție. Aceste unde ultrasonice generează bule de cavitație, care se expandează și implodează rapid în apropierea suprafeței plantelor medicinale. Acest fenomen creează o agitare localizată intensă și microcurenți, intensificând semnificativ transferul de masă al compușilor bioactivi din plantă în solvent. Ca urmare, sunt extrase eficient mai multe componente bioactive comparativ cu metodele de extracție tradiționale, ceea ce duce la randamente mai mari de compuși medicinali.

Timp de extracție redus: Sonicarea accelerează procesul de extracție, favorizând difuzia rapidă și eficientă a substanței dizolvate. Agitarea intensă cauzată de cavitație permite o penetrare mai completă a solventului în matricea vegetală, reducând timpul de extracție necesar. Comparativ cu metodele convenționale precum macerarea sau percolarea, care pot dura câteva ore sau chiar zile, sonicarea poate obține eficiențe de extracție similare într-o perioadă mult mai scurtă, adesea în câteva minute.

Conservarea compușilor bioactivi: Sonicarea cu sondă funcționează la temperaturi mai scăzute comparativ cu tehnicile de extracție convenționale care implică temperaturi ridicate sau timpi lungi de expunere. Acest avantaj previne degradarea compușilor bioactivi sensibili la căldură prezenți în plantele medicinale, asigurând un extract mai puternic și mai valoros din punct de vedere terapeutic.

Selectivitate: Sonicarea poate fi reglată la frecvențe și niveluri de putere specifice, permițând extracția selectivă a compușilor țintă din plantele medicinale. Prin optimizarea parametrilor de sonicare, este posibilă extracția preferențială a anumitor componente bioactive, ceea ce duce la extracte cu o concentrație mai mare a proprietăților medicinale dorite.

Scalabilitate și ușurință în utilizare: Sistemele de sonicare cu sondă sunt scalabile și pot fi adaptate cu ușurință atât pentru extracții la scară mică de laborator, cât și pentru aplicații industriale la scară mare. Tehnica este relativ simplu de implementat și nu necesită echipamente complexe, ceea ce o face accesibilă și convenabilă pentru diverse contexte.

Prietenos cu mediul: Comparativ cu unele metode de extracție tradiționale care implică utilizarea solvenților organici și a unor volume mari de apă, sonicarea necesită în general mai puțin solvent și reduce timpul total de extracție. Acest lucru conduce la un proces de extracție mai ecologic și mai durabil, cu o generare redusă de deșeuri.

În ansamblu, sonicarea cu sondă a devenit metoda de extracție preferată pentru producția de extracte din plante medicinale datorită capacității sale de a oferi randamente de extracție mai mari, timpi de extracție mai scurți, selectivitate îmbunătățită și conservarea compușilor bioactivi, ceea ce o face un instrument valoros în domeniul medicinei pe bază de plante și al cercetării produselor naturale.

În această prezentare vă introducem în producția de extracte vegetale. Explicăm provocările obținerii unor extracte vegetale de înaltă calitate și modul în care un sonicator vă poate ajuta să le depășiți. Această prezentare vă arată cum funcționează extracția cu ultrasunete. Veți afla ce beneficii puteți obține utilizând un sonicator pentru extracție și cum puteți integra un extractor cu ultrasunete în procesul de producție a extractelor.

Avantaje:

Randament ridicat
Calitate ridicată
Biodisponibilitate superioară
Proces blând
Extracție rapidă
Proces sigur
Fără solvenți sau cu solvenți blânzi
Operare ușoară

Sisteme de extracție cu ultrasunete pentru extracte din plante

Hielscher Ultrasonics are mulți ani de experiență în procesele de extracție cu ultrasunete din materiale botanice pentru industria alimentară, farmaceutică și cosmetică. De la dezintegratoare compacte cu ultrasunete pentru laborator și producția la scară mică până la extractoare cu ultrasunete complet comerciale pentru producția unor volume mari de extract, Hielscher Ultrasonics oferă întreaga gamă de sonicatoare și, prin urmare, cel mai potrivit ultrasonicator pentru aplicația dumneavoastră. Toate ultrasonicatoarele Hielscher sunt foarte robuste și construite pentru funcționare 24/7 la sarcină maximă. Sonicatoarele industriale Hielscher Ultrasonics pot furniza amplitudini foarte mari. Amplitudini de până la 200µm pot fi menținute cu ușurință în mod continuu, în regim 24/7. Pentru amplitudini și mai mari, sunt disponibile sonotrode ultrasonice personalizate.
Software-ul inteligent, cu funcții precum controlul digital, protocolarea automată a datelor, controlul de la distanță prin browser și reglarea automată a frecvenței, asigură o sonicare fiabilă și o producție continuă. O gamă largă de accesorii, inclusiv sonotrode (sonde / sonotrode / vârfuri ultrasonice) de diferite dimensiuni și forme, celule de flux în diverse dimensiuni și geometrii, boostere de amplitudine, precum și senzori de temperatură și de presiune, permit o configurare optimă a sonicării.
Contactați-ne acum cu cerințele procesului dumneavoastră de extracție! Echipa noastră vă va consilia cu plăcere și vă va recomanda cel mai eficient extractor cu ultrasunete.

Subiecte conexe

Literatură / Referințe

Bashi, D.S. et al. (2016): Evaluation, prediction and optimization the ultrasound-assisted extraction method using response surface methodology: antioxidant and biological properties of Stachys parviflora L. Iran J Basic Med Sci. 19(5), 2016. 529–541.
Hashemi, S.M.B. et al. (2016): The Effects of Amplitudes Ultrasound-Assisted Solvent Extraction and Pretreatment Time on the Yield and Quality of Pistacia Khinjuk Hull Oil. J. Oleo Sci. 65, (9), 2016. 733-738.
Yu, X. et al. (2016): Ultrasound enhanced aqueous extraction from rapeseed green biomass for polyphenol and protein valorization. Comptes Rendus Chimie Vol. 19, Issue 6, 2016. 766-777.

Informații utile

Antioxidanți

Pudra de henna obținută din frunze de henna uscate și macerate reprezintă materia primă pentru extracția cu ultrasunete a lawson și a altor compuși bioactivi. Un antioxidant este definit ca o moleculă care inhibă reacția de oxidare, prevenind procesul de degradare a altor molecule. Oxidarea este o reacție chimică ce produce radicali liberi, conducând la reacții în lanț care pot avea ca rezultat deteriorarea celulelor. Antioxidanții precum tiolii sau acidul ascorbic (vitamina C) opresc aceste reacții oxidative în lanț.
Antioxidanții sunt utilizați pe scară largă drept conservanți în produsele alimentare, acționând ca fitochimicale împotriva deteriorării acestora. De exemplu, antioxidanții sunt adăugați în alimentele și uleiurile bogate în grăsimi nesaturate, deoarece acizii grași nesaturați sunt predispuși la degradare oxidativă, care face ca uleiul să râncezească.

Adaptogeni

Adaptogenii sau compușii adaptogeni sunt molecule care promovează homeostazia, ceea ce înseamnă că reduc sensibilitatea celulelor la stres. Adaptogenii se găsesc în ierburi și legume, de ex. ginseng, schisandra, cordyceps, ashwagandha, rhaponticum, jiaogulan, lemn dulce, rhodiola, busuioc sfânt, astragalus, reishi și maca.
Administrați ca substanțe active farmacologic (ca medicament sau supliment), adaptogenii sunt cunoscuți pentru efectele lor de îmbunătățire a performanței, antidepresive, calmante sau de trezire. Efectul este legat de substanța adaptogenă specifică administrată. Pentru îmbunătățirea performanței sunt utilizate cu succes plante precum ashwangadha, moringa, în timp ce ciuperca cordyceps, jiaogulan și rhaponicum sunt cunoscute ca adaptogeni anti-îmbătrânire. Pentru reducerea stresului și a anxietății se utilizează adaptogeni din ginseng, busuioc sfânt, reishi sau schisandra.
Adaptogenii pentru suplimentare și uz medical sunt preparați în principal sub formă de tonice sau capsule.