Extraits de coques de cacao par ultrasons de puissance

Les déchets de cacao tels que la pulpe du fruit et les coques de cacao peuvent être facilement valorisés par l’extraction de beurre de cacao, de sucres de fruit et de composés bioactifs. L’extraction par ultrasons s’est révélée être une technique très efficace pour isoler des composants précieux des déchets de cacao. Les extracteurs à ultrasons libèrent des rendements élevés de composés de qualité alimentaire à partir des cosses, des coques et de la pulpe du fruit de cacao, au moyen d’un traitement rapide, sûr et simple.

Sous-produits du cacao
Le cacao (Theobroma cacao L.) est une culture précieuse dont les fèves sont principalement utilisées pour la production de chocolat. Après la récolte des cabosses, avant ou après la torréfaction des fèves de cacao, les fèves sont séparées des coques (également appelées enveloppes ou cosses) et de la pulpe du fruit. Les coques de fèves de cacao et la pulpe du fruit de cacao sont considérées comme un sous-produit de l’industrie du cacao. Selon l’espèce de fruit de cacao, les fèves représentent env. 25 % en poids du fruit de cacao. La pulpe représente 25 % en poids supplémentaires et le reste est constitué de coque / cosse, qui est le plus souvent éliminée comme déchet. Cependant, les sous-produits du cacao tels que les coques et la pulpe sont riches en fibres, antioxydants, polyphénols, composés aromatiques, sucres et lipides, qui peuvent être utilisés comme additifs dans les aliments et les boissons.

Extraction par ultrasons de phytonutriments à partir de coques de cacao

Extraction par ultrasons des coques de cacao : l’extraction par ultrasons transforme les biodéchets de cacao (p. ex. cosses de cacao, cosses de cabosse) en produits alimentaires précieux tels que le beurre de cacao, les composés aromatiques, les phytonutriments, les sucres de fruit et les fibres alimentaires. Pour un procédé d’extraction par ultrasons efficace, seul un prétraitement grossier de la biomasse de coques de cacao est nécessaire, c.-à-d. le broyage des coques de cacao.

Ultrasons de puissance pour l’extraction

Le mécanisme d’intensification de l’extraction par les ultrasons de puissance est principalement attribué au phénomène de cavitation acoustique. La cavitation ultrasonore provoque des collisions entre les particules de coque / cosse de cacao, ce qui entraîne un fractionnement interparticulaire et une réduction de la taille des particules. Lorsque des bulles de cavitation implosent à la surface des solides de cacao, l’érosion et la sonoporation augmentent encore la surface des particules. Le transfert de masse ainsi intensifié facilite la libération de molécules telles que les protéines, les lipides et les substances phytochimiques. Les forces de cisaillement générées par les ultrasons améliorent respectivement la pénétration du solvant dans la matrice cellulaire de la matière végétale et la perméabilité des membranes cellulaires. Ces mécanismes des ultrasons de puissance sont responsables de l’importante intensification du procédé obtenue lorsque la sonication est appliquée à l’extraction végétale.

L’extraction des coques de cacao assistée par ultrasons prouvée par la recherche

Grillo et al. (2018) ont étudié l’extraction de beurre de cacao, de polyphénols (p. ex. catéchine, épicatéchine, dimères, trimères et tétramères de procyanidines), d’antioxydants et de méthylxanthines (p. ex. caféine, théobromine) à partir de coques de fèves de cacao au moyen de l’extraction par ultrasons. Comme le montre le tableau ci-dessous, la sonication a toujours augmenté les rendements des extraits lipophiles comme hydrophiles, donnant de manière simple et aisée des extraits riches en flavanols antioxydants (catéchines et épicatéchines), en théobromine (32,7 ± 0,12 mg/g de coques), en caféine (1,76 ± 0,08 mg/g de coques) et en beurre de cacao. Les meilleurs résultats sous sonication ont été obtenus avec le mélange ternaire, qui donne une récupération totale de la fraction hydrophile légèrement inférieure et permet de réduire d’un facteur 16 le temps d’extraction.

Rendements de l’extraction assistée par ultrasons (UAE) et du procédé conventionnel à partir des coques de cacao brutes, exprimés en pourcentage p/p. L’extraction par ultrasons donne des rendements nettement plus élevés.
Étude et droits d’auteur : Grillo et al. 2019.

Yusof et al. (2019) ont également pu prouver l’efficacité de l’extraction par ultrasons des flavonoïdes à partir de coques de cacao. Ils ont déterminé les paramètres d’extraction suivants – concentration en éthanol, température et durée de sonication – comme les plus efficaces, c.-à-d. que les rendements d’extrait les plus élevés ont été obtenus dans les conditions suivantes : la valeur maximale de la teneur totale en flavonoïdes (TFC ; 7,47 mg RE/g de poids sec (DW)) a été atteinte avec une concentration en éthanol de 80 %, une température de procédé de 55ºC et 45 min de sonication.

Extracteurs à ultrasons haute performance pour le traitement des déchets de cacao

Les systèmes d’extraction par ultrasons haute performance de Hielscher Ultrasonics sont utilisés dans le monde entier en R&D ainsi qu’à l’échelle de production petite, moyenne et pleinement commerciale. Les extracteurs à ultrasons haute performance intensifient le procédé d’extraction et augmentent le rendement et l’efficacité globale de la production d’extraits de haute qualité. Hielscher Ultrasonics propose des équipements d’extraction pour tout volume / toute capacité de traitement. Fort de plus de 25 ans d’expérience dans l’extraction végétale, Hielscher Ultrasonics est votre partenaire de confiance pour l’extraction par ultrasons haute performance !

Ultrasonicateurs haute performance de pointe pour l’extraction du cacao

Les fonctionnalités intelligentes des ultrasonicateurs Hielscher sont conçues pour garantir un fonctionnement fiable, des résultats reproductibles et une grande facilité d’utilisation. Les paramètres de fonctionnement sont facilement accessibles et réglables via un menu intuitif, accessible par l’écran tactile numérique couleur et par la commande à distance via navigateur. Ainsi, toutes les conditions de traitement telles que l’énergie nette, l’énergie totale, l’amplitude, le temps, la pression et la température sont automatiquement enregistrées sur une carte SD intégrée. Cela vous permet de réexaminer et de comparer les cycles de sonication précédents et d’optimiser le procédé d’extraction des coques de fèves de cacao pour une efficacité maximale.
Les systèmes Hielscher Ultrasonics sont utilisés dans le monde entier pour la fabrication d’extraits végétaux de haute qualité. Les ultrasonicateurs industriels Hielscher peuvent facilement fonctionner à des amplitudes élevées en fonctionnement continu (24/7/365). Des amplitudes allant jusqu’à 200µm peuvent être facilement générées en continu avec des sonotrodes standard (sondes / cornes ultrasonores). Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes ultrasonores personnalisées sont disponibles. Grâce à leur robustesse et à leur faible entretien, nos systèmes d’extraction par ultrasons sont couramment installés pour des applications intensives et dans des environnements exigeants.

 
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Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicateurs :