• La capsaïcine est le principal composé de saveur et d'épices des piments forts, aussi connus sous le nom de piments.
• Pour produire de la capsaïcine de haute qualité comme arôme aromatique et ingrédient médicinal, une technique d'extraction efficace, mais douce, est nécessaire pour prévenir la dégradation.
• L'extraction par ultrasons est une méthode d'extraction mécanique douce, qui donne 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 capsaïcinoïdes des piments forts (p. ex. Capsicum frutescens) améliore considérablement le rendement d'extraction. Les ultrasons de puissance favorisent la perforation et la perturbation 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 dans le solvant.
En tant que technique de traitement purement mécanique et non thermique, l'extraction par ultrasons empêche la dégradation thermique des composés thermo-labiles. La cavitation par ultrasons intensifie le processus d'extraction, ce qui permet d'obtenir des rendements élevés et une qualité d'extrait supérieure. Les coûts d'investissement et d'exploitation des équipements d'extraction par ultrasons sont relativement faibles et permettent un retour sur investissement rapide.

Extraction ultrasonique de capsicinoïde – en mode batch ou débit continu

Batch : Les procédés d'extraction par ultrasons peuvent être utilisés comme de simples procédés par lots ou comme traitement en ligne, où le milieu est alimenté en continu à travers un réacteur à écoulement ultrasonore.
Le traitement par lots est une procédure simple, où l'extraction est effectuée lot par lot. Hielscher Ultrasons propose des processeurs ultrasoniques pour les petites et grandes séries, c'est-à-dire de 1L à 120L.
Pour le traitement de lots de 5 à 10L, nous recommandons l'UP400ST avec sonotrode S24d22L2D. (voir photo de gauche)
Pour le traitement de lots d'environ 120L, nous recommandons l'UIP2000hdT avec sonotrode RS4d40L4. (voir photo en haut à droite)

Le flux d'air : Pour des volumes plus importants et une extraction commerciale de capsaïcine à grande échelle, un flux liquide continu contenant des flocons de piment fort est introduit dans un réacteur à ultrasons, où le solvant/la boue botanique est fortement sonié.
Pour un débit d'environ 8 l/min, nous recommandons l'UIP4000hdT avec sonotrode RS4d40L3 et cellule FC130L4-3G0 à débit variable.

Étude de cas de l'extraction de capsaïcine par ultrasons

Olguín-Rojas et al. (2019) rapportent l'isolement d'un rendement en capsaïcinoïdes supérieur à 96% en utilisant trois cultivars Jacq. de Capsicum chinense ("Bode", "Habanero" et "Habanero Roxo"). Ils ont utilisé la sonde-ultrasonateur de Hielscher UP200S (200 W, 24 kHz) avec l'échantillon immergé dans un bain d'eau à température contrôlée a été utilisé. 0,25 g d'échantillon de Capsicum chinense a été mis en contact avec 25 ml de méthanol pendant 10 minutes, puis a été transféré dans le bain-marie à 50 ºC, une amplitude de sortie de 200 W et un cycle d'utilisation de 0,5 seconde. Ensuite, les extraits ont été filtrés à travers un filtre de seringue en nylon et analysés par chromatographie. Dans l'analyse, les cinq principaux capsaïcinoïdes (n-DHC, C, DHC, h-C et h-DHC) ont été trouvés. L'extraction par ultrasons donne un extrait à spectre complet avec un large profil de saveur.

Sganzerla et ses collaborateurs (2014) ont découvert que l'extraction par ultrasons est une excellente méthode d'extraction quantitative et reproductible des capsaïcinoïdes des piments chili en utilisant du méthanol comme solvant. En raison de sa simplicité et de son efficacité, l'extraction par ultrasons peut être utilisée pour l'analyse de routine rapide des capsaïcinoïdes dans les piments chili.

Équipement d'extraction à ultrasons

Hielscher Ultrasons est spécialisée dans la fabrication de processeurs à ultrasons de haute performance pour la production d'extraits de plantes 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 une commande conviviale de l'ultrasoniseur. Nos systèmes sont capables de fournir de faibles à très grandes amplitudes. Pour l'extraction de polyphénols et d'autres substances phytochimiques bioactives telles que les capsaïcinoïdes, nous proposons des sonotrodes ultrasoniques spéciales (également appelées sondes ultrasoniques ou cornes) qui sont optimisées pour l'isolation sensible de substances actives de haute qualité. La robustesse de l'équipement ultrasonique de Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des environnements difficiles et exigeants.
Le contrôle précis des paramètres du processus ultrasonique assure la reproductibilité et la standardisation du processus.

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