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Los productos botánicos, como las hojas, los pétalos, las flores, los tallos, las raíces y la corteza, contienen potentes compuestos bioactivos (fitoquímicos) que se utilizan en alimentos y bebidas, suplementos dietéticos, productos terapéuticos y farmacéuticos, así como en productos cosméticos.
Ejemplos destacados de extractos botánicos son los antioxidantes, las vitaminas (p. ej., vitamina A, C, E, K; vitaminas del grupo B), las proteínas (p. ej., cáñamo, soja), los polifenoles, los flavonoides, los terpenos, los cannabinoides (p. ej., CBD, CBG, THC), los oligosacáridos y los lípidos (p. ej., los omega-3 de las semillas de lino o de cáñamo).
Los antioxidantes actúan como un poderoso mecanismo de defensa que previene a las células del cuerpo de los daños producidos por el envejecimiento, el estrés, la inflamación y las enfermedades.
Las investigaciones también demuestran que los antioxidantes pueden contribuir a mejorar el sistema inmunológico y presentan propiedades anticancerígenas.
Además, los antioxidantes evitan la oxidación de los productos y prolongan así su estabilidad y vida útil.
Por ello, los antioxidantes se añaden a muchos alimentos y bebidas, suplementos nutricionales, productos terapéuticos y cosméticos.
Ejemplos muy destacados de antioxidantes son la vitamina E (α-tocoferol), la vitamina C (ácido ascórbico), el betacaroteno y el glutatión.
Los antioxidantes y otros compuestos bioactivos pueden extraerse de materiales naturales, como productos botánicos o algas, o sintetizarse artificialmente.
Los compuestos bioactivos extraídos de una fuente natural presentan una mayor bio disponibilidad y bio accesibilidad y, por tanto, una mayor potencia.
Por ello, en los suplementos de alta calidad se utilizan fitoquímicos extraídos de forma natural.
Para obtener extractos botánicos de alta calidad no sólo es esencial la materia prima (material vegetal), sino que también es crucial la técnica de extracción aplicada.
Los extractos vegetales son sensibles a la temperatura, lo que significa que se degradan con el calor.
Por lo tanto, es crucial elegir un método de extracción no térmico.
La selección del disolvente de extracción es otro factor importante, que influye en la calidad del extracto.
Disolventes como el hexano, el metanol, el butano y otros productos químicos agresivos pueden contaminar el extracto.
Aunque los disolventes se eliminen después de la extracción, pueden encontrarse trazas de disolventes tóxicos en el extracto final.
El agua, el alcohol, el etanol, la glicerina o los aceites vegetales son disolventes seguros, no tóxicos y aprobados por la FDA para su consumo.
La extracción por ultrasonidos se basa en el principio de funcionamiento de la cavitación ultrasónica/acústica y es un tratamiento puramente mecánico.
Al igual que un mezclador de alto cizallamiento, un ultrasonido sólo crea fuerzas de cizallamiento mecánicas en el medio de proceso.
La extracción por ultrasonidos es una técnica de extracción no térmica y sin productos químicos.
La cavitación acústica o ultrasónica se produce cuando las ondas de ultrasonido de alta potencia y baja frecuencia se acoplan a un lodo compuesto por material botánico en un líquido (disolvente).
Las ondas ultrasónicas de alta potencia se acoplan a través de un procesador de ultrasonidos tipo sonda en el lodo botánico.
Las ondas ultrasónicas de alta energía viajan a través del líquido creando ciclos alternativos de alta y baja presión, lo que da lugar al fenómeno de la cavitación acústica.
La cavitación acústica o ultrasónica conduce localmente a condiciones extremas, como diferenciales de presión muy elevados y altas fuerzas de cizallamiento.
Cuando las burbujas de cavitación implosionan en la superficie de los sólidos (como las partículas, las células vegetales, los tejidos, etc.), los micro chorros y la colisión inter particular generan efectos como la rotura de las partículas, la sonoporación (la perforación de las paredes y las membranas celulares) y la disrupción celular.
Además, la implosión de burbujas de cavitación en medios líquidos crea turbulencias y agitación, lo que favorece la transferencia de masa entre el interior de la célula y el disolvente circundante.
La irradiación ultrasónica es una forma muy eficaz de potenciar los procesos de transferencia de masa, ya que la sonicación da lugar a la cavitación y a sus mecanismos relacionados, como el micro movimiento por chorros de líquido, la compresión y la descompresión en el material con la consiguiente disrupción de las paredes celulares.
Dependiendo de la materia prima, el proceso de extracción por ultrasonidos puede requerir altas intensidades, por ejemplo, para romper células vegetales rígidas o material con una gran cantidad de celulosa.
Los ultrasonidos de tipo sonda pueden generar amplitudes muy elevadas, lo que es necesario para generar una cavitación impactante.
Hielscher Ultrasonic fabrica extractores de ultrasonidos de alto rendimiento, que pueden crear fácilmente amplitudes de 200µm en funcionamiento continuo 24/7.
Para amplitudes aún mayores, Hielscher ofrece sonotrodos (sondas) específicos de gran amplitud.
Para intensificar la cavitación se utilizan reactores ultrasónicos presurizables y celdas de flujo.
Al aumentar las presiones, las fuerzas de cavitación y cizallamiento cavitacional se vuelven más destructivas y mejoran así los efectos de extracción por ultrasonidos.
La extracción por ultrasonidos se utiliza para liberar y aislar una amplia variedad de compuestos bioactivos (los llamados fitoquímicos) de los productos botánicos.
La siguiente lista ofrece un pequeño resumen de los fitoquímicos extraídos por ultrasonidos:
La extracción por ultrasonidos es compatible con casi cualquier disolvente.
Los más comunes son el etanol, el agua, la mezcla de etanol y agua, la glicerina y los aceites vegetales para la extracción de compuestos bioactivos de productos botánicos, ya que estos disolventes se consideran seguros para el consumo y son fáciles de usar.
El etanol es uno de los disolventes más utilizados en la extracción por ultrasonidos debido a su seguridad (aprobado por la FDA para su consumo), su eficacia y su amplia solvencia.
La extracción con etanol por ultrasonidos supera a otros disolventes y otras tecnologías de extracción por su rentabilidad, escalabilidad lineal, sencillez y seguridad.
La eficacia superior del etanol como disolvente está vinculada a su composición química de una cola de hidrocarburo y un único grupo hidroxilo.
Esta composición química permite al etanol disolver y extraer un espectro muy amplio de sustancias, desde polifenoles, flavonoides, terpenos, cannabinoides y lípidos (aceites).
Por ejemplo, la extracción de cannabinoides con etanol por ultrasonidos no requiere la winterización (desparafinado), un paso necesario con otros métodos de extracción, como la extracción con CO2, para eliminar las ceras.
La extracción con etanol presenta diferentes efectos en función de la temperatura del mismo.
El etanol calentado se utiliza a menudo para producir extractos de espectro completo, que se valoran por su efecto envolvente.
Por otro lado, el etanol helado se utiliza preferentemente para producir destilados de hierbas o de cannabis.
La extracción en etanol helado no requiere una filtración posterior.
Dado que la extracción por ultrasonidos es un tratamiento no térmico, puede utilizarse con etanol caliente/templado o refrigerado/frío.
Los reactores ultrasónicos encamisados ayudan a mantener la temperatura de procesamiento deseada durante el tratamiento.
El control digital y el software inteligente del ultrasonido supervisan la temperatura de procesamiento a través de unos sensores de temperatura enchufables y pueden programarse para detener o pausar el tratamiento de extracción cuando la temperatura del medio se sale de un rango determinado.
Los sistemas de extracción de alto rendimiento de Hielscher Ultrasonics están disponibles a cualquier escala, desde el pequeño tamaño de laboratorio, la escala piloto de tamaño medio hasta la producción totalmente industrial de varias toneladas por hora.
Dependiendo del rendimiento, los extractores por ultrasonidos de Hielscher pueden utilizarse en modo batch o continuo en línea.
La elección del disolvente depende de usted, ya que los ultrasonidos de Hielscher pueden utilizarse en combinación con cualquier disolvente.
Todos los dispositivos de extracción por ultrasonidos son sencillos y seguros de manejar.
En función de su materia prima, capacidad de proceso y objetivo de rendimiento, Hielscher le ofrece el ultrasonido más adecuado.
Los procesos de extracción por ultrasonidos están influenciados por la materia prima, el disolvente y el rendimiento.
Hay disponibles varios accesorios, como sonotrodos (sondas) de distintos tamaños y formas, bocinas de refuerzo, celdas de flujo con distintos volúmenes y geometrías, sensores de temperatura y presión enchufables y muchos otros artilugios para montar la configuración ultrasónica ideal para su proceso de extracción.
El control del proceso es crucial para obtener resultados reproducibles.
Por ello, todos los modelos digitales están equipados con un software inteligente que permite ajustar, supervisar y revisar los parámetros de extracción.
Gracias al control preciso de la amplitud, el tiempo de sonicación y los ciclos de trabajo, se pueden obtener resultados óptimos del proceso, como un rendimiento superior y la máxima calidad del extracto.
El registro automático de los datos del proceso de sonicación es la base para la estandarización del proceso y la reproducibilidad/repetibilida, que se requieren para las buenas prácticas de fabricación (GMP).
TÖUFOOD es una línea completa de productos de calidad excepcional, desarrollada por GASTROCULTURA MEDITERRÁNEA SL, que permite poner en práctica las más conocidas técnicas de la cocina moderna. Se pueden realizar recetas innovadoras con facilidad, aportando emoción y sorpresa a los platos, ofreciendo una experiencia culinaria estimulante y memorable.
