Extraction ultrasonique de capsaïcine à partir de piments forts

• La capsaïcine est le principal composé aromatique et épicé des piments, également connus sous le nom de chilis.
• Pour produire de la capsaïcine de haute qualité en tant qu'arôme aromatique et ingrédient médicinal, une technique d'extraction efficace, mais douce, est nécessaire pour éviter la dégradation.
• L'extraction par ultrasons est une méthode d'extraction mécanique douce qui permet d'obtenir des rendements élevés de capsaïcine dans un temps d'extraction très court.

Ultrasons haute performance pour des extraits de capsaïcine de haute qualité

L'extraction par ultrasons des capsaicinoïdes des piments forts (par exemple Capsicum frutescens) améliore considérablement le rendement de l'extraction. Les ultrasons de puissance favorisent la perforation et la rupture des parois cellulaires, ainsi que le gonflement et l'hydratation en poussant le solvant dans les cellules de la plante. Il en résulte un transfert de masse accru des substances intracellulaires (y compris les capsaïcinoïdes) des cellules végétales vers le solvant.
En tant que technique de traitement purement mécanique et non thermique, l'extraction par ultrasons empêche la dégradation thermique des composés thermolabiles. La cavitation ultrasonique intensifie le processus d'extraction, ce qui permet d'obtenir des rendements élevés et des extraits de qualité supérieure. Les coûts d'investissement et d'exploitation de l'équipement d'extraction par ultrasons sont relativement faibles et permettent un retour sur investissement rapide.

Extraction ultrasonique de capsaïcinoïdes – en mode discontinu ou continu

Lot : Les procédés d'extraction par ultrasons peuvent être utilisés comme de simples procédés discontinus ou comme des traitements en ligne, où le milieu est alimenté en continu à travers un réacteur ultrasonique à flux continu.
Le traitement par lots est une procédure simple, dans laquelle l'extraction est effectuée lot par lot. Hielscher Ultrasonics propose des processeurs à ultrasons pour les petits et les grands lots, c'est-à-dire de 1L à 120L.
Pour le traitement de lots de 5 à 10L, nous recommandons l'UP400ST avec la sonotrode S24d22L2D. (voir image à gauche)
Pour le traitement de lots d'environ 120L, nous recommandons l'UIP2000hdT avec la sonotrode RS4d40L4. (voir image en haut à droite)

Passage de l'eau : Pour les volumes plus importants et l'extraction commerciale à grande échelle de la capsaïcine, un flux liquide continu contenant des flocons de piment est introduit dans un réacteur à ultrasons, où la boue solvant/botanique est intensément soniquée.
Pour un volume d'environ 8L/min, nous recommandons l'UIP4000hdT avec la sonotrode RS4d40L3 et la cellule d'écoulement pressurisable FC130L4-3G0.

Étude de cas sur l'extraction de capsaïcine par ultrasons

Olguín-Rojas et al. (2019) rapportent l’isolement du rendement en capsaïcinoïdes supérieur à 96 % en utilisant trois Capsicum chinense Jacq. cultivars ('Bode', 'Habanero' et 'Habanero Roxo)’ poivrons). Ils ont utilisé la sonde-ultrasoniseur Hielscher UP200S (200 W, 24 kHz) avec l'échantillon immergé dans un bain d'eau à température contrôlée. 0,25 g d'échantillon de Capsicum chinense a été mis en contact avec 25 ml de méthanol pendant 10 minutes, puis transféré dans le bain-marie à 50 °C, avec une amplitude de sortie de 200 W et un cycle de travail de 0,5 s. Les extraits ont ensuite été filtrés à l'aide d'un filtre à seringue en nylon et analysés par chromatographie. Les extraits ont ensuite été filtrés à l'aide d'un filtre à seringue en nylon et analysés par chromatographie. L'analyse a révélé la présence des cinq capsaicinoïdes principaux (n-DHC, C, DHC, h-C et h-DHC). L'extraction par ultrasons permet d'obtenir un extrait à spectre complet avec un profil aromatique large.

Sganzerla et al. (2014) ont constaté que l'extraction par ultrasons est une excellente méthode pour l'extraction quantitative et reproductible des capsaicinoïdes des piments en utilisant le méthanol comme solvant. En raison de sa simplicité et de son efficacité, l'extraction ultrasonique peut être appliquée pour l'analyse de routine rapide des capsaicinoïdes dans les piments.

Équipement d'extraction par ultrasons

Hielscher Ultrasonics est spécialisé dans la fabrication de processeurs à ultrasons de haute performance pour la production d'extraits botaniques de haute qualité.

La large gamme de produits de Hielscher Ultarsonics s'étend des sonicateurs de laboratoire compacts et puissants aux systèmes robustes de paillasse et entièrement industriels, qui délivrent des ultrasons de haute intensité pour l'extraction et l'isolation efficaces de substances bioactives (par exemple, quercétine, caféine, curcumine, terpènes, etc.) Tous les sonicateurs numériques de 200W à 16 000W sont dotés d'un menu intuitif avec des paramètres programmables, d'un écran tactile coloré pour le contrôle numérique, d'une carte SD intégrée pour l'enregistrement automatique des données, d'une télécommande avec navigateur et de nombreuses autres fonctions conviviales. Les sonotrodes et les cellules d'écoulement (les parties en contact avec le milieu) peuvent être stérilisées à l'autoclave et sont faciles à nettoyer. Tous nos ultrasons sont conçus pour fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, nécessitent peu d'entretien et sont faciles et sûrs à utiliser.
Un écran couleur numérique permet un contrôle convivial de l’ultrasonisateur. Nos systèmes sont capables de fournir des amplitudes allant de faibles à très élevées. Pour l’extraction de polyphénols et d’autres composés phytochimiques bioactifs tels que les capsaïcinoïdes, nous proposons des sonotrodes à ultrasons spéciales (également appelées sondes à ultrasons ou cornes) qui sont optimisées pour l’isolation sensible de substances actives de haute qualité. La robustesse de l’équipement à ultrasons de Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 dans des environnements lourds et exigeants.
Le contrôle précis des paramètres du processus ultrasonique garantit la reproductibilité et la normalisation du processus.

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