Polyphénols issus de la peau de mangue – la méthode d’extraction compte

Dans la quête d’un mode de vie plus sain, les scientifiques explorent sans cesse de nouvelles sources écologiques et des méthodes efficaces pour extraire des composés bénéfiques de sources naturelles. Les déchets alimentaires, tels que les sous-produits de fruits comme les peaux de mangue, sont riches en polyphénols et peuvent servir de source pour obtenir des composés phénoliques de haute qualité. L’une de ces techniques, qui gagne du terrain depuis quelques années, est l’extraction par ultrasons, un procédé qui applique des ondes sonores à haute fréquence pour extraire efficacement des composés bioactifs de matières végétales. Parmi ces composés, les polyphénols se sont imposés comme des acteurs vedettes en raison de leurs nombreux bienfaits pour la santé, notamment leurs propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires. Plongez avec nous au cœur de l’extraction des polyphénols à partir des peaux de mangue et découvrez comment différents équipements à ultrasons font une différence significative en matière d’efficacité d’extraction et de rendement en polyphénols.

Que sont les polyphénols ?

Les polyphénols constituent un groupe diversifié de composés naturels présents dans les fruits, les légumes, le thé, le café, le vin et d’autres aliments d’origine végétale. Ils sont connus pour leurs propriétés antioxydantes, qui aident à lutter contre le stress oxydatif dans l’organisme, réduisant ainsi le risque de maladies chroniques telles que les maladies cardiovasculaires, le cancer et les troubles neurodégénératifs. En outre, les polyphénols présentent des effets anti-inflammatoires, antimicrobiens et anticancéreux, ce qui en fait des composants précieux d’une alimentation saine. Les composés phénoliques issus des sous-produits alimentaires d’origine végétale constituent une source peu coûteuse qui peut être utilisée comme additifs alimentaires ou compléments, contribuant à une alimentation plus saine.
Les peaux de mangue sont une excellente source de composés phénoliques (14,85–127,6 mg/gDW). En outre, elles offrent des quantités élevées de fibres (36–78 g/100 g de DW), de vitamines (C et E) et de caroténoïdes (0,1–51 mg/gDW).

L’étude scientifique d’Aznar-Ramos et de ses collègues offre un éclairage convaincant sur l’univers fascinant de l’extraction des composés phénoliques à partir des sous-produits de peau de mangue et sur l’importance du bon équipement d’extraction. Les résultats de l’étude mettent en lumière la performance supérieure de la sonication par sonde pour l’extraction des composés phénoliques par rapport aux bains à ultrasons traditionnels.

Des résultats convaincants : une histoire d’efficacité et de précision

À mesure que les données se dévoilaient, il est devenu évident que la sonication par sonde détenait la clé pour libérer les trésors de la nature avec une efficacité et une précision inégalées. Les valeurs obtenues pour la teneur en phénols totaux (TPC) ont révélé une différence remarquable entre les deux méthodes d’extraction. Alors que le bain à ultrasons a fourni des valeurs de TPC comprises entre 1,6 et 8,7 mg GAE/g dw, l’extraction par sonotrode a affiché des valeurs plus élevées, allant de 3,9 à 9,4 mg GAE/g dw. Ces résultats ont souligné la puissance des sonicateurs à sonde pour maximiser l’extraction des composés phénoliques à partir des sous-produits de peau de mangue.

Mais les avantages de la sonication par sonde ne s’arrêtaient pas là. En approfondissant l’analyse, les chercheurs ont découvert une tendance fascinante – la sonication par sonde a extrait une plus grande variété de composés que le bain à ultrasons. Avec un total de 22 composés quantifiés dans les extraits obtenus par sonotrode contre 15 dans les échantillons issus du bain à ultrasons, la supériorité de la sonication par sonde a été davantage soulignée.

Libérer les composés phénoliques des déchets de fruits : un triomphe de la sonication par sonde

Parmi la multitude de composés mis au jour, les flavonoïdes se sont imposés comme les vedettes. L’extrait obtenu par sonication par sonde a présenté les plus grandes quantités de flavonoïdes, démontrant sa capacité inégalée à libérer la pharmacopée de la nature dans toute sa splendeur. En particulier, une teneur plus élevée en gallate de méthyle a été détectée dans les extraits obtenus par sonotrode – plus de huit fois supérieure à celle des extraits obtenus au bain à ultrasons – tandis que la somme des isomères de galloylglucose et du gallate de méthyle était significativement plus élevée dans les échantillons obtenus par sonotrode.

Passage à la production commerciale : du laboratoire à l’industrie

Il est important de noter que les avantages de la sonication par sonde s’étendent au-delà des murs du laboratoire. Grâce à sa capacité de mise à l’échelle aux niveaux pilote et industriel, la sonication par sonde ouvre la porte à un monde de possibilités. Des expériences à petite échelle à la production à grande échelle, l’efficacité et la fiabilité des sonicateurs à sonde ouvrent la voie à des innovations transformatrices dans l’industrie de l’extraction.

Dans le domaine de la science de l’extraction, où chaque goutte compte, les sonicateurs à sonde s’imposent comme des références en matière d’efficacité et de précision. Grâce à leurs performances remarquables dans l’extraction des composés phénoliques à partir des sous-produits de peau de mangue, ces merveilles soniques ont transformé notre compréhension des méthodes d’extraction. En regardant vers l’avenir, la révolution sonique déclenchée par la sonication par sonde promet d’ouvrir de nouveaux horizons à la découverte scientifique, une onde sonore après l’autre.

Méthodes d’extraction traditionnelles vs. extraction par ultrasons

Traditionnellement, les polyphénols sont extraits à l’aide de méthodes telles que la macération, l’extraction au Soxhlet et la distillation à la vapeur. Bien qu’efficaces, ces techniques nécessitent souvent de longues durées d’extraction, des températures élevées et l’utilisation de solvants organiques, ce qui peut dégrader les composés sensibles et compromettre la qualité de l’extrait.

Place à l’extraction par ultrasons – une alternative non thermique, écologique et très efficace. Cette méthode exploite la puissance des ondes ultrasonores, généralement dans la plage de 20 kHz à 100 kHz, pour rompre les parois cellulaires et libérer les composés bioactifs des matrices végétales. Le procédé consiste à immerger la matière végétale dans un solvant (généralement de l’eau ou un mélange eau-éthanol) et à la soumettre à des ondes ultrasonores, qui créent des bulles de cavitation. Ces bulles implosent à proximité des cellules végétales, générant d’intenses forces de cisaillement et des microjets qui facilitent le processus d’extraction. Par conséquent, l’extraction par ultrasons offre plusieurs avantages par rapport aux méthodes traditionnelles, notamment des durées d’extraction plus courtes, une consommation de solvant réduite et des rendements d’extraction plus élevés.

Avantages de l’extraction des polyphénols par ultrasons :

L’utilisation de l’extraction par ultrasons pour l’isolement des polyphénols offre de nombreux avantages :

1. Efficacité d’extraction accrue : les ondes ultrasonores pénètrent les tissus végétaux plus efficacement que les méthodes mécaniques, ce qui conduit à des efficacités d’extraction plus élevées et à de meilleurs rendements en polyphénols.
2. Durée de traitement réduite : par rapport aux techniques traditionnelles, l’extraction par ultrasons réduit considérablement les durées d’extraction, ce qui permet une production plus rapide et une capacité de production accrue.
3. Préservation de la bioactivité : la nature douce de l’extraction par ultrasons minimise la dégradation thermique et l’oxydation des polyphénols, préservant leurs propriétés bioactives et améliorant la qualité de l’extrait.
4. Respectueuse de l’environnement : contrairement aux méthodes à forte consommation de solvants, l’extraction par ultrasons ne nécessite qu’une quantité minimale de solvant et élimine le recours aux solvants organiques toxiques, ce qui la rend durable sur le plan environnemental et économiquement viable.

Applications de l’extraction des polyphénols par ultrasons :

La polyvalence de l’extraction par ultrasons a conduit à son adoption généralisée dans diverses industries, notamment les industries pharmaceutique, nutraceutique, agroalimentaire et des boissons, cosmétique ainsi que la phytothérapie. Parmi les applications courantes figurent :

• Production d’extraits riches en polyphénols pour les compléments alimentaires et les aliments fonctionnels
• Développement d’antioxydants naturels destinés à la conservation des aliments et aux cosmétiques
• Extraction de composés bioactifs à partir de plantes médicinales pour des formulations pharmaceutiques
• Optimisation des procédés d’extraction pour des sous-classes spécifiques de polyphénols, telles que les flavonoïdes, les acides phénoliques et les tanins

 
Références :

• Aznar-Ramos, M.J.; Razola-Díaz, M.d.C.; Verardo, V.; Gómez-Caravaca, A.M. (2022): Comparaison entre l’extraction par bain ultrasonique et par sonotrode des composés phénoliques des sous-produits de l’écorce de mangue. Horticulturae 2022, 8, 1014.
• Sara Marçal, Manuela Pintado (2021): Les écorces de mangue en tant qu’ingrédient/additif alimentaire : valeur nutritionnelle, traitement, sécurité et applications. Trends in Food Science & Technology, Volume 114, 2021. 472-489.