Extraction par ultrasons des composés actifs du raisin et des sous-produits du vin

Le raisin (Vitis vinifera), les sous-produits de la vigne et du vin sont riches en polyphénols et autres substances bioactives, qui sont des composés précieux pour la production de compléments médicinaux et nutritionnels. L’extraction par ultrasons permet d’isoler de manière simple et très efficace les composés issus du raisin et de la vigne (p. ex. marc de raisin, pépins, feuilles, rafles, lies). 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, une durée d’extraction plus courte et un coût plus faible.

Extraction par ultrasons de 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), les lies, les feuilles de vigne, les rafles et les sarments, qui représentent jusqu’à 30−40 % w/w de matières solides, lesquelles sont pour la plupart jetées comme déchets sans être utilisées. 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 de valeur. Le resvératrol, les anthocyanidines, la proanthocyanidine, la quercétine et d’autres substances présentes dans le raisin et la vigne (Vitis vinifera) sont déjà largement consommés comme compléments 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 pharmaceutique et alimentaire, tout en soutenant une agriculture durable. L’extraction par ultrasons facilite la libération des composés bioactifs du raisin et de ses sous-produits. L’extraction assistée par ultrasons est une technique d’extraction établie de longue date, utilisée pour les composés pharmaceutiques et alimentaires. Elle donne des rendements en extrait très élevés au cours d’une procédure d’extraction courte et fonctionne avec n’importe quel solvant (p. ex. eau, éthanol, isopropanol, hexane, etc.)

Extraction par ultrasons 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 destinés aux compléments médicinaux et nutritionnels. Thilakarathna et Rupasinghe (2022) ont pu démontrer l’efficacité supérieure de l’ultrasonication à des températures élevées contrôlées, qui a permis d’obtenir des rendements en proanthocyanidines plus élevés et une durée d’extraction nettement plus courte (ultrasons 53 min. vs extraction conventionnelle par solvant 150 h!).
L’apport de chaleur et l’ultrasonication ont considérablement réduit la durée d’extraction (durée de sonication de 53 min) et le besoin 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 prédits mg CE/g FW). Les conditions optimales finales étaient : 47% d’éthanol, un rapport 10:1 s:s (v:w), une durée de sonication de 53 min et une température d’extraction de 60◦C.

Production efficace d’extraits de feuilles de vigne par sonication

Les feuilles de la vigne commune (Vitis vinifera) sont riches en resvératrol, anthocyanidines, quercétine, isoquercétine ainsi qu’en de nombreux autres composés bioactifs, qui sont souvent administrés sous forme d’extrait à des fins médicinales et de santé.
Il a été démontré que l’extraction par ultrasons donne des rendements élevés en extrait à spectre complet à partir de feuilles de vigne, ce qui rend le procédé d’extraction très efficace. L’éthanol aqueux s’est révélé être le solvant à privilégier pour les extraits de vigne, car il présente une excellente capacité de dissolution des molécules cibles et ne présente aucune toxicité. Le procédé d’extraction par ultrasons ne dure que quelques minutes et peut être mis en œuvre en mode discontinu (batch) comme en mode continu à circulation.
Par exemple, le resvératrol extrait par ultrasons à partir de 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 par ultrasons de stilbénoïdes à partir de rafles de raisin

Le protocole d’extraction par ultrasons de Piñeiro et al. (2013) permet une récupération élevée de stilbènes tels que le trans-resvératrol, l’ε-viniférine, le picéatannol et la vitisine B, qui sont principalement présents dans les sarments et les rafles de raisin.

Résumé graphique de l’étude sur l’extraction par ultrasons de stilbénoïdes à partir de rafles de raisin.
(Étude et image : Piñeiro et al., 2013)

Avec l’ultrasonicateur UP200S (200W, 24kHz), les principaux stilbénoïdes présents dans les rafles de raisin peuvent être extraits en 15 min, avec une température d’extraction de 75°C et de l’éthanol à 80 % comme solvant d’extraction, sans qu’aucune étape de nettoyage au solvant organique ne soit nécessaire. La méthode optimisée a permis l’analyse simple et efficace de la teneur en stilbénoïdes de 22 échantillons de rafles de raisin.

Graphique des effets principaux sur la récupération moyenne (aire 10.000−1) par extraction par ultrasons à l’aide de l’UP200S avec différents paramètres : picéatannol (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 à ultrasons haute performance pour l’extraction du raisin et de la vigne

Les extracteurs Hielscher Ultrasonics sont bien établis dans le domaine de l’extraction végétale, quels que soient les matériaux végétaux ou le solvant utilisés. Les producteurs d’extraits – aussi bien les fabricants exclusifs d’extraits haut de gamme que les grands producteurs de masse – trouvent dans la vaste gamme d’équipements de Hielscher l’équipement d’extraction par ultrasons idéal pour leurs besoins de production. Des configurations de procédé en mode batch comme en ligne continue sont disponibles immédiatement et peuvent être expédiées le jour même.

Extraction à haute efficacité avec les ultrasonicateurs Hielscher

Les extracteurs à ultrasons Hielscher désintègrent efficacement les cellules végétales, augmentent la surface du matériau végétal pour la pénétration du solvant et améliorent le transfert de masse, ce qui entraîne une libération rapide et complète des composés phytochimiques (métabolites secondaires). Conçus dans un souci de convivialité, les extracteurs Hielscher s’installent rapidement et s’utilisent de manière sûre et intuitive.

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