Extraction ultrasonique de composés actifs à partir de sous-produits de la vigne et du vin

Le raisin (Vitis vinifera), la vigne et les sous-produits du vin sont riches en polyphénols et autres substances bioactives, qui sont des composés précieux pour la production de suppléments médicinaux et nutritionnels. L'extraction par ultrasons permet d'isoler de manière simple et très efficace les composés dérivés du raisin et de la vigne (par exemple, le marc de raisin, les pépins, les feuilles, les tiges, la lie). L'extraction assistée par ultrasons est rapide, fiable et surpasse les autres méthodes d'extraction par des rendements plus élevés, des conditions d'extraction plus douces, un temps d'extraction plus court et un coût plus faible.

Extraction ultrasonique des composés phytochimiques du raisin et de la vigne

Les sous-produits des vignobles et du processus de vinification comprennent la pulpe de raisin, le marc (peaux et pépins), la lie, les feuilles de vigne, les tiges et la canne à sucre, qui représentent 30 à 40 % des matières solides en poids, et qui sont la plupart du temps jetés sans être utilisés comme déchets. En découvrant la richesse en polyphénols et autres composés bioactifs de ces sous-produits du raisin et du vin, l'industrie utilise de plus en plus ces matières végétales pour produire des extraits précieux. Le resvératrol, les anthocyanidines, les proanthocyanidines, la quercitine et d'autres substances présentes dans le raisin et la vigne (Vitis vinifera) sont déjà largement consommés comme suppléments médicinaux et nutritionnels. En tant que source de composés bénéfiques pour la santé, les extraits de sous-produits de Vitis vinifera sont utilisés dans les industries pharmaceutiques et alimentaires, tout en soutenant l'agriculture durable. L'extraction par ultrasons facilite la libération des composés bioactifs du raisin et de ses dérivés. L'extraction assistée par ultrasons est une technique d'extraction utilisée depuis longtemps pour les composés pharmaceutiques et alimentaires. Elle permet d'obtenir des rendements d'extraction très élevés dans le cadre d'une procédure d'extraction courte et fonctionne avec n'importe quel solvant (eau, éthanol, isopropanol, hexane, etc.).

Extraction ultrasonique de polyphénols à partir de pépins de raisin

Les pépins de raisin sont riches en proanthocyanidines et constituent donc une excellente source pour la production d'extraits de proanthocyanidines pour les suppléments médicinaux et nutritionnels. Thilakarathna et Rupasinghe (2022) ont pu démontrer l'efficacité supérieure de l'ultrasonication sous contrôle de températures élevées, ce qui a permis d'obtenir des rendements plus élevés en proanthocyanidines et un temps d'extraction nettement plus court (ultrason 53 min. contre extraction conventionnelle par solvant 150 h !).
L'introduction de la chaleur et des ultrasons a considérablement réduit le temps d'extraction (temps de sonication de 53 min) et les besoins en éthanol aqueux (10,14:1 v:w) tout en augmentant considérablement le rendement en PAC (16,1 mg CE/g FW Vs. 26,6 mg CE/g FW prédits). Les conditions optimales finales étaient 47% d'éthanol, 10:1 rapport s:s (v:w), 53 min de sonication, et 60◦C température d'extraction.

Production efficace d'extraits de feuilles de raisin par sonification

Les feuilles de la vigne commune (Vitis vinifera) sont riches en resvératrol, anthocyanidines, quercétine, isoquercétine ainsi que de nombreux autres composés bioactifs, qui sont souvent administrés sous forme d'extraits à des fins médicinales et sanitaires.
Il a été démontré que l'extraction par ultrasons permet d'obtenir des rendements élevés d'extraits à spectre complet de feuilles de vigne, ce qui rend le processus d'extraction très efficace. L'éthanol aqueux s'est avéré être le meilleur solvant pour les extraits de vigne, car il possède une excellente capacité de dissolution des molécules cibles et n'est pas toxique. Le processus d'extraction utilisant les ultrasons ne prend que quelques minutes et peut être exécuté en mode discontinu ou en mode continu.
Par exemple, le resvératrol extrait par ultrasons des feuilles de vigne peut être purifié à l'aide d'une colonne de carbone mésoporeux, ce qui améliore la pureté du resvératrol de 2,1 à 20,6 %. (cf. Sun et al., 2018)

Extraction ultrasonique de stilbénoïdes à partir de tiges de raisin

Le protocole d'extraction ultrasonique de Piñeiro et al. (2013) permet une récupération élevée des stilbènes tels que le trans-resvératrol, l'ε-viniférine, le piceatannol et la vitisine B, qui sont principalement présents dans les sarments de raisin et les tiges de raisin.

Résumé graphique de l'étude sur l'extraction ultrasonique des stilbénoïdes des rafles de raisin.
(Étude et illustration : Piñeiro et al., 2013)

Avec l'appareil à ultrasons UP200S (200W, 24kHz), les principaux stilbénoïdes présents dans les tiges de raisin peuvent être extraits en 15 minutes, en utilisant 75°C comme température d'extraction et 80% d'éthanol comme solvant d'extraction, et aucune étape de nettoyage avec un solvant organique n'est nécessaire. La méthode optimisée a permis une analyse simple et efficace de la teneur en stilbénoïdes de 22 échantillons de tiges de raisin.

Graphique des effets principaux sur la récupération moyenne (surface 10.000-1) par extraction ultrasonique à l'aide de l'UP200S en appliquant différents paramètres : piceatannol (a), trans-resvératrol (b), ε-viniférine (c), et vitisine-B (d).
(Étude et graphiques : Piñeiro et al., 2013)

Chromatogramme HPLC-DAD correspondant à l'extrait de référence enrichi en stilbénoïdes.
(Étude et graphiques : Piñeiro et al., 2013)

Processeurs ultrasoniques haute performance pour l'extraction du raisin et de la vigne

Les extracteurs Hielscher Ultrasonics sont bien établis dans le domaine de l'extraction botanique, quels que soient les matériaux végétaux ou les solvants utilisés. Producteurs d'extraits – à la fois des fabricants d'extraits exclusifs et des producteurs de masse à grande échelle – trouvent dans la vaste gamme d'équipements de Hielscher l'équipement d'extraction par ultrasons idéal pour leurs besoins de production. Les installations de traitement en ligne par lots ou en continu sont facilement disponibles et peuvent être expédiées le jour même.

Extraction à haut rendement avec les ultrasons Hielscher

Les extracteurs à ultrasons Hielscher désintègrent efficacement les cellules végétales, augmentent la surface du matériel végétal pour la pénétration du solvant, et améliorent le transfert de masse, ce qui entraîne la libération rapide et complète des composés phytochimiques (métabolites secondaires). Conçus dans un souci de convivialité, les extracteurs Hielscher s'installent rapidement et peuvent être utilisés de manière sûre et intuitive.
 
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :