Technologie des ultrasons Hielscher

Extraits supérieurs de catéchine par ultrasons

Les catéchines telles que le gallate d'épigallocatéchine (EGCG), l'épigallocatéchine (EGC), le gallate d'épicatéchine (ECG) et l'épicatéchine (EC) sont des polyphénols qui présentent des avantages importants pour la santé. Alors que la catéchine se trouve en plus petites quantités dans le thé vert, le cacao, les fruits et certains autres aliments, pour les apports à forte dose, les extraits de catéchine sont préférés. L'extraction par ultrasons est une technique verte facile et rapide pour isoler les catéchines des plantes, par exemple les feuilles de thé vert, en utilisant l'eau comme solvant. Les extraits de catéchines produits par ultrasons sont des composés de haute qualité, sans solvant, destinés à être utilisés dans des compléments alimentaires et des produits pharmaceutiques.

Extraction des catéchines par ultrasons

Les feuilles de thé vert sont riches en catéchines telles que l'épigallocatéchine gallate (EGCG), l'épigallocatéchine (EGC), l'épicatéchine gallate (ECG) et l'épicatéchine (EC), qui peuvent être extraites par ultrasons.L'extraction par ultrasons est une technique non thermique, qui repose sur l'application de forces mécaniques pures. Des ondes ultrasonores de basse fréquence et de haute intensité sont couplées par une sonde ultrasonore (sonotrode) dans un milieu liquide. Les forces de cisaillement intenses de la cavitation acoustique perforent et perturbent les membranes cellulaires, améliorent le transfert de masse entre l'intérieur de la cellule et le solvant, et libèrent les composés intracellulaires dans le solvant.
Dans leur étude approfondie des méthodes d'extraction du thé vert (Camellia sinensis), Banerjee et Chatterjee (2015) ont constaté que les ultrasonateurs à sonde sont nettement plus efficaces que les bains à ultrasons. En outre, les auteurs affirment que l'extraction par ultrasons est le mode préféré d'extraction des catéchines du thé en raison de l'efficacité accrue du processus d'extraction à basse température, qui empêche la dégradation thermique des composés thermosensibles et préserve leur valeur médicinale. L'extraction à haute température entraîne souvent la dégradation des polyphénols et augmente la libération de protéines et de pectines, qui interfèrent avec la qualité organoleptique du thé par la formation de crème. L'avantage de la sonication réside dans son mécanisme non thermique. L'extraction par ultrasons peut augmenter le rendement en polyphénols du thé à 65°C par rapport à l'extraction traditionnelle à 85°C.
L'extraction par ultrasons donne un rendement élevé de nutriments de haute qualité. En tant que processus non thermique, l'extraction par ultrasons évite la perte de nutriments sensibles à la chaleur.
L'extraction par ultrasons peut également être effectuée à température ambiante ou dans des liquides refroidis. Cliquez ici, pour en savoir plus sur le thé infusé à froid par ultrasons !

Avantages de l'extraction ultrasonique de l'EGCG

  • Sans solvant / à base d'eau
  • haut rendement d'extraction
  • extraits de haute qualité
  • Extraits à spectre complet
  • processus rapide
  • Vert, respectueux de l'environnement
  • opération simple et sûre
  • Faible entretien
  • rapide RoI
Processeur ultrasonique UIP2000hdT (2kW) avec réacteur discontinu agité

homogénéisateur à ultrasons UIP2000hdT (2kW) avec réacteur discontinu à agitation continue

Demande d'information





Étude de cas sur l'extraction ultrasonique des catéchines

L'extraction par ultrasons peut être effectuée à l'aide de divers solvants, notamment l'eau, l'éthanol, le mélange eau:éthanol, l'isopropanol, l'huile végétale, la glycérine, etc.
Dans une étude datant de 2018, Ayyildiz et al. ont comparé l'extraction par ultrasons utilisant l'eau et l'éthanol comme solvants avec la méthode d'extraction à l'eau chaude classique. Pour cette étude à l'échelle pilote, ils ont utilisé un Hielscher UIP2000hd (2kW, 20kHz) ultrasonateur en mode discontinu et en mode continu.
Les résultats ont montré que l'extraction par ultrasons avec l'éthanol était significativement (p < 0.05) more efficient to extract higher yields of EGCG, EGC, ECG, and EC than conventional hot water extraction and ultrasonic water-based extraction. Under optimised process conditions, almost 100% and 50% more EGCG content was obtained ultrasonic ethanol extraction than conventional hot water extraction and ultrasonic extraction with water, respectively. The optimal conditions for the ultrasonic extraction of EGCG with ethanol were 66.53ºC, 43.75 min and, 67.81% ethanol. Ultrasonic extraction is the preferred mode of tea catechins due to the increased efficacy of extraction process at lower temperature by retaining their antioxidant activity. [/two_thirds] [one_third_last] [/one_third_last] [two_thirds]

Extracteurs à ultrasons haute performance

Les systèmes d'extraction de Hielscher Ultrasons sont utilisés dans le monde entier dans l'industrie alimentaire et pharmaceutique pour la production commerciale d'extraits de plantes de haute qualité utilisés comme compléments alimentaires et produits pharmaceutiques. Que vous souhaitiez produire de petits lots de thé infusé à froid ou traiter de grandes quantités d'extraits de polyphénols / catéchines de haute qualité, Hielscher Ultrasons a l'extracteur à ultrasons qui vous convient. Les appareils à ultrasons sont faciles et sûrs à utiliser. Un logiciel intuitif et une commande numérique via un écran tactile permettent un contrôle précis du processus. La robustesse des équipements à ultrasons de Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des conditions difficiles et dans des environnements exigeants.

Normalisation des processus avec les ultrasons Hielscher

Les extraits de qualité alimentaire et pharmaceutique doivent être produits conformément aux bonnes pratiques de fabrication (BPF) et à des spécifications de traitement normalisées. Les systèmes d'extraction numérique de Hielscher Ultrasons sont équipés d'un logiciel intelligent, qui permet de régler et de contrôler facilement et précisément le processus de sonication. L'enregistrement automatique des données permet d'écrire tous les paramètres du processus ultrasonore tels que l'énergie ultrasonore (énergie totale et nette), l'amplitude, la température, la pression (lorsque les capteurs de température et de pression sont montés) avec la date et l'heure sur la carte SD intégrée. Cela vous permet de réviser chaque lot traité par ultrasons. En même temps, la reproductibilité et une qualité de produit élevée et constante sont assurées.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicators:

lot Volume Débit Appareils recommandés
1 à 500 ml 10 à 200 ml / min UP100H
10 à 2000mL 20 à 400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 20L 00,2 à 4L / min UIP2000hdT
10 à 100l 2 à 10 L / min UIP4000hdT
n / a. 10 à 100 litres / min UIP16000
n / a. plus grand groupe de UIP16000

Contactez nous! / Demandez nous!

Demander plus d'informations

Veuillez utiliser le formulaire ci-dessous pour demander des informations supplémentaires sur les processeurs à ultrasons, les applications et le prix. Nous serons heureux de discuter avec vous de votre processus et de vous proposer un système à ultrasons répondant à vos besoins !









Veuillez prendre note de notre Politique de confidentialité.


Hielscher Ultrasons fabrique des homogénéisateurs ultrasoniques haute performance pour la dispersion, l'émulsification et l'extraction cellulaire.

Homogénéisateurs ultrasoniques de haute puissance de laboratoires à pilote et Industriel échelle.

Littérature / Références



Qu'il faut savoir

Extraction par ultrasons – principe de fonctionnement

L'extraction par ultrasons est une méthode mécanique permettant de libérer et d'isoler un composé intracellulaire à partir de matrices cellulaires telles que des cellules végétales. Lorsque des ondes ultrasonores de haute puissance sont couplées dans une boue (par exemple constituée de particules végétales macérées dans de l'eau ou un solvant), les ondes ultrasonores hautement énergétiques génèrent une cavitation. Le phénomène de cavitation entraîne localement des températures, des pressions, des taux de chauffage/refroidissement, des différences de pression et des forces de cisaillement élevées dans le milieu. Lorsque les bulles de cavitation implosent à la surface des solides (tels que les particules, les cellules végétales, les tissus, etc.), les micro-jets et les collisions interparticulaires génèrent des effets tels que l'écaillage de la surface, l'érosion et la dégradation des particules. De plus, l'implosion des bulles de cavitation dans un milieu liquide crée des macro-turbulences et des micro-mélanges.
L'irradiation ultrasonique représente un moyen efficace d'améliorer les processus de transfert de masse, puisque la sonication entraîne la cavitation et ses mécanismes connexes tels que les micro-mouvements par jets de liquide, la compression et la décompression dans le matériau avec la rupture consécutive des parois cellulaires, ainsi que des taux de chauffage et de refroidissement élevés.

Les perturbateurs ultrasoniques sont utilisés pour les extractions à partir de sources phyto (par ex. plantes, algues, champignons).

Extraction ultrasonore à partir de cellules végétales : la coupe transversale microscopique (TS) montre le mécanisme d'action lors de l'extraction ultrasonore à partir de cellules (grossissement 2000x)[ressource : Vilkhu et al. 2011].

Les ultrasons de la matière végétale fragmentent la matrice des cellules végétales et améliorent l'hydratation de celles-ci. Chemat et ses collaborateurs (2015) concluent que l'extraction par ultrasons des composés bioactifs des plantes est le résultat de différents mécanismes indépendants ou combinés, notamment la fragmentation, l'érosion, la capillarité, la déstructuration et la sonoporation. Ces effets perturbent la paroi cellulaire, améliorent le transfert de masse en poussant le solvant dans la cellule et en aspirant le solvant chargé du phyto-composé, et assurent le mouvement du liquide par micro-mélange.

Quels sont les principaux avantages de l'extraction par ultrasons ?

  • Processus rapide et rendement élevé
  • Faible consommation d'énergie
  • Réduction des coûts de traitement
  • Technologie non thermique
  • Une plus grande pureté
  • Technologie verte

La cavitation acoustique et ses effets

Dans le liquide, les ondes ultrasonores créent d'intenses cycles alternés de haute pression et de basse pression, qui entraînent la formation de bulles de cavitation. Sur plusieurs cycles de pression, les bulles de cavitation se développent jusqu'à atteindre une limite, où la bulle ne peut plus absorber d'énergie. À ce stade, la bulle implose violemment. Pendant l'implosion de la bulle, des conditions extrêmes telles que des températures élevées allant jusqu'à 5000K, des pressions allant jusqu'à 2000atm, des taux de chauffage/refroidissement très élevés et des différences de pression se produisent. Comme la dynamique d'effondrement de la bulle est plus rapide que le transfert de masse et de chaleur, l'énergie dans la cavité d'effondrement est confinée à une très petite zone, également appelée "point chaud". L'implosion de la bulle de cavitation entraîne également des microturbulences, des jets de liquide d'une vitesse pouvant atteindre 280 m/s et les forces de cisaillement qui en résultent. Ce phénomène est connu sous le nom de cavitation ultrasonique ou acoustique.

La cavitation ultrasonore / acoustique crée des forces très intenses qui ouvrent les parois cellulaires connues sous le nom de lyse (Cliquez pour agrandir !)

L'extraction par ultrasons est basée sur la cavitation acoustique et ses forces de cisaillement hydrodynamiques.

Catéchines

Le thé vert est connu pour être riche en polyphénols tels que l'acide caféique, l'acide gallique, la catéchine, l'épicatéchine, la gallocatéchine, le gallate de catéchine, le gallate de gallocatéchine, le gallate d'épicatéchine, l'épigallocatéchine et le gallate d'épigallocatéchine (EGCG), ce qui fait du thé vert un aliment santé populaire consommé sous forme de boisson et d'extrait. L'EGCG est une catéchine bien connue, qui est présente en grande quantité dans les feuilles séchées du thé vert (7380 mg pour 100 g), du thé blanc (4245 mg pour 100 g), et en plus petite quantité dans le thé noir (936 mg pour 100 g). Lors de la production de thé noir, les catéchines sont principalement converties en théaflavines et en théarubigines par l'intermédiaire de polyphénols-oxydases.

Les avantages pour la santé du gallate d'épigallocatéchine (EGCG)

Parmi le groupe des catéchines, l'épigallocatéchine gallate (EGCG) est la plus recherchée et la plus prometteuse. De l'effet anticancéreux, antioxydant, anti-inflammatoire, anti-fibrosant, anti-collagénase au renforcement du système immunitaire et aux effets anti-âge, l'EGCG présente de nombreux avantages et est donc consommé sous forme de boisson au thé vert ainsi que sous forme de compléments alimentaires tels que capsules, poudres, comprimés, etc.
Des études de recherche suggèrent que les catéchines comme l'épigallocatéchine gallate (EGCG) pourraient réduire l'inflammation et peuvent prévenir certaines maladies chroniques, telles que les maladies cardiaques, le diabète et certaines formes de cancer.

L'EGCG et ses effets anticancéreux

Le cancer étant une maladie souvent mortelle, les propriétés anticancéreuses de l'EGCG font l'objet de recherches approfondies. Des études suggèrent que l'EGCG peut inhiber la tumorigenèse en réduisant ou en éliminant les effets cancérigènes. Certaines découvertes suggèrent que l'EGCG prévient la tumorigénèse hépatique liée à l'obésité induite par la diéthylnitrosamine en inhibant l'axe IGF/IGF-1R, en améliorant l'hyperinsulinémie et en atténuant l'inflammation chronique. Un autre méchnaïsme de l'effet anticancéreux de l'EGCG est l'inhibition de l'angiogenèse et donc la limitation de la prolifération des tumeurs.

L'EGCG et ses effets antioxydants

D'innombrables processus antioxydants se produisent dans le corps humain et contribuent à la santé, à la force et au bien-être. L'EGCG est un antioxydant. Les antioxydants peuvent protéger contre les dommages cellulaires en piégeant les radicaux libres et en les neutralisant. Les anneaux phénoliques de la structure de l'EGCG agissent comme des pièges à électrons et des piégeurs de radicaux libres, inhibent la formation d'espèces réactives de l'oxygène et réduisent ainsi les dommages causés par le stress oxydatif.

L'EGCG et ses effets anti-inflammatoires

L'inflammation peut être causée par la maladie, le stress chronique et la pollution de l'environnement. L'organisme réagit à ces facteurs de stress par une inflammation, qui se caractérise par l'agrégation d'un grand nombre de cellules immunitaires sur les sites inflammatoires, la libération de cytokines pro-inflammatoires et d'espèces réactives oxygène/azote (ROS/RNS). Les ROS/RNS sont liées à l'activation du facteur de transcription NF-B et de la protéine activatrice (AP-)1. Après activation, NF-jB et AP-1 se transfèrent du cytoplasme au noyau et régulent à la hausse diverses expressions géniques inflammatoires, qui provoquent ensuite une réaction inflammatoire exacerbée et des lésions tissulaires.
L'EGCG inhibe la transmission de NF-B et AP-1 que l'expression d'iNOS et de COX-2 est régulée à la baisse principalement par l'élimination de l'oxyde nitrique, du peroxynitrite et d'autres ROS/RNS et la production de facteurs inflammatoires est réduite.

L'EGCG et ses effets sur la promotion de l'ostéogenèse

L'ostéoporose est une maladie grave caractérisée par la dégénérescence de la matrice osseuse et la perte de densité osseuse. L'EGCG montre des effets régulateurs sur le métabolisme osseux. L'EGCG peut induire l'apoptose des ostéoclastes et inhiber la formation d'ostéoclastes en bloquant la génération de NF-B et d'IL-1b. En outre, il peut favoriser la formation de nodules osseux minéralisés.
[cf. Chenyu Chu ; Jia Deng ; Yi Man ; Yili Qu (2017) : Extraits de thé vert à l'épigallocatéchine-3-gallate pour différents traitements. BioMed Research International Vol. 2017]