Extraction par ultrasons de feuilles d’olivier pour des extraits polyphénoliques à haut rendement

Produisez des extraits de feuilles d’olivier puissants, riches en oléuropéine, hydroxytyrosol, verbascoside, flavonoïdes et autres polyphénols bioactifs, avec les sonicateurs à sonde de Hielscher. L’extraction par ultrasons accélère la disruption cellulaire et le transfert de masse, aidant les fabricants à obtenir des rendements élevés, des temps de traitement courts et une qualité d’extrait reproductible avec de l’eau, des mélanges éthanol-eau ou d’autres solvants appropriés.

Extraction par ultrasons de composés bioactifs à partir de feuilles d’olivier

Des tests de faisabilité en laboratoire aux lots pilotes et à la production industrielle en ligne, les ultrasoniseurs Hielscher vous offrent un contrôle précis de l’amplitude, de la température, de l’apport d’énergie et de la durée de traitement. L’extraction par ultrasons constitue ainsi une solution efficace pour les nutraceutiques, les extraits botaniques, les aliments fonctionnels, les cosmétiques et le développement d’ingrédients pharmaceutiques.

Avantages détaillés de l’extraction par ultrasons de feuilles d’olivier :

• Rendement d’extraction plus élevé : Libérez efficacement les composés phénoliques intracellulaires des feuilles d’olivier grâce à la cavitation acoustique.
• Temps de traitement réduit : Réduisez le temps d’extraction par rapport à la macération conventionnelle et à l’extraction par solvant.
• Procédé doux, compatible avec divers solvants : Utilisez de l’eau, de l’éthanol aqueux, du glycérol, des huiles ou d’autres solvants compatibles avec le procédé.
• Équipement évolutif : Développez votre procédé avec des sonicateurs de laboratoire et passez de façon linéaire à l’échelle de systèmes industriels à circulation continue.
• Qualité reproductible : Le contrôle numérique et l’enregistrement des données favorisent une production d’extraits homogène.
• Polyvalent : Conçu pour les fabricants de nutraceutiques, les producteurs d’extraits botaniques, les moulins à huile d’olive, les laboratoires de R&D pharmaceutique, les fournisseurs d’ingrédients cosmétiques et les entreprises de food-tech.

Qu’est-ce qui rend l’extrait de feuilles d’olivier si bénéfique ?

Les feuilles d’olivier (Olea europaea), un déchet ou sous-produit agricole, sont une excellente source d’antioxydants naturels. Les feuilles d’olivier contiennent divers polyphénols (également appelés biophénols), tels que l’oléuropéine et l’oléacéine. Les polyphénols sont naturellement présents dans les plantes et contribuent aux bienfaits de l’extrait de feuilles d’olivier pour la santé. Outre les polyphénols, les feuilles de l’olivier sont riches en antioxydants, tels que les isomères du ligstroside, l’hydroxytyrosol, le tyrosol et l’acide caféique.
L’extrait de feuilles d’olivier est le concentré des composés phytochimiques des feuilles d’olivier et contient ainsi une grande quantité d’antioxydants puissants. L’extrait de feuilles d’olivier est traditionnellement utilisé pour renforcer le système immunitaire. Il est par exemple administré pour atténuer les symptômes du rhume, de la toux et des maux de gorge.
Par ailleurs, la recherche suggère que les polyphénols de l’extrait de feuilles d’olivier pourraient réduire le risque de maladies cardiovasculaires, abaisser le taux de cholestérol, aider à la perte de poids, présenter des effets antimicrobiens et agir comme agent anticancéreux.
C’est pourquoi les extraits de feuilles d’olivier (Olea europaea L. folium) sont utilisés comme principe actif dans les formulations de produits pharmaceutiques et de compléments alimentaires. En outre, les extraits de feuilles d’olivier sont utilisés dans les suppléments nutritionnels, les produits thérapeutiques, les cosmétiques ainsi que les aliments et boissons.

L’extrait de feuilles d’olivier est riche en polyphénols tels que l’oléuropéine, l’acide caféique, l’hydroxytyrosol, le verbascoside, la rutine, la quercétine, etc.

Huile d’olive infusée : L’extrait de feuilles d’olivier est également utilisé pour enrichir des huiles d’olive telles que l’huile d’olive extra vierge. Enrichie en extrait de feuilles d’olivier, l’huile d’olive présente un profil aromatique plus riche et sa valeur ORAC est augmentée. Les huiles d’olive infusées aux feuilles d’olivier présentent une meilleure durée de conservation et une stabilité thermique plus élevée, car les antioxydants piègent les radicaux libres et empêchent le rancissement.
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Les principaux composés phytochimiques des feuilles d’olivier

La composition des composés phénoliques des feuilles d’olivier comprend des oléurosides (oléuropéine, verbascoside), des flavones (lutéoline, diosmétine, apigénine-7-glucose, lutéoline-7-glucose, diosmétine-7-glucose), des flavonols (rutine), des flavan-3-ols (catéchine) et des dérivés phénoliques (tyrosol, hydroxytyrosol, vanilline, acide vanillique, acide caféique). L’oléuropéine et l’hydroxytyrosol sont les composés phénoliques les plus importants des feuilles d’olivier.

Oléuropéine

L’oléuropéine, un iridoïde non toxique de l’olive (un type de monoterpénoïde), est un composé amer de nature phénolique. Bien qu’elle soit présente dans la peau, la chair et les graines de l’olive verte ainsi que dans les feuilles, l’oléuropéine se trouve en plus grande abondance dans les feuilles d’olivier. Avec une teneur de 6–14% du poids sec, c’est la molécule bioactive la plus importante des feuilles d’olivier. Selon le cultivar d’olivier, le sol et la période de récolte, la teneur en oléuropéine peut même atteindre 17–23% du poids sec.

Hydroxytyrosol

L’hydroxytyrosol est un métabolite de l’oléuropéine. Les deux molécules sont connues pour leur puissante activité antioxydante, qui contribue à certaines des activités antioxydantes, anti-inflammatoires et de lutte contre les maladies de l’huile d’olive. L’hydroxytyrosol présente l’une des valeurs ORAC (capacité d’absorption des radicaux oxygénés) les plus élevées connues parmi les antioxydants naturels.

Un extrait de feuilles d’olivier à spectre complet contient de nombreux polyphénols, antioxydants et autres composés phytochimiques qui ont des effets synergiques. L’extraction par ultrasons est une technique d’extraction fiable qui libère tous les composés phytochimiques des feuilles d’olivier et produit ainsi un extrait à large spectre très puissant.

Extraits de feuilles d’olivier produits par sonication

Les conditions extrêmes régnant dans la zone de « point chaud » de la cavitation ultrasonore ont divers effets sur la matière végétale et son extractibilité. Cela comprend le franchissement de la perméabilité sélective de la membrane cellulaire, l’échange accru de substances entre l’intérieur de la cellule et le solvant, la disruption mécanique des cellules et la libération de substances intracellulaires (c.-à-d. de composés phytochimiques tels que l’oléuropéine, l’hydroxytyrosol, l’acide gallique, etc.). Ces effets se traduisent par un rendement élevé en extraits de haute qualité en un temps de sonication très court. Un processeur à ultrasons de 400 watts tel quel’UP400St de Hielscher peut traiter un lot de 10 litres de suspension botanique en 5–8 minutes. Les ultrasoniseurs industriels traitent la suspension, composée de matière végétale et de solvant, en flux continu. Le milieu est pompé à travers un réacteur à ultrasons, où il est soniqué. À l’échelle industrielle, un UIP4000hdT (4kW) peut atteindre env. 3L/min.
Grâce au rendement élevé en extrait et à la rapidité du procédé, l’extraction par ultrasons est particulièrement efficace. C’est pourquoi la sonication a été rapidement adoptée par de nombreux fabricants d’extraits qui produisent des extraits de haute qualité, p. ex. de CBD, de cannabinoïdes, de vanille, d’algues, de gingembre et de nombreux autres extraits botaniques. La cavitation ultrasonore peut atteindre un rendement d’extraction de 95–99% des composés actifs contenus dans les plantes. Par exemple, des recherches ont montré une efficacité d’extraction de 99,27% pour la libération des phénols totaux des feuilles d’olivier. (Luo, 2011) Le procédé à ultrasons peut être adapté de manière optimale à la matière première et à la qualité d’extrait souhaitée en ajustant les paramètres du procédé (amplitude ultrasonore, température, pression, viscosité).

La figure montre le chromatogramme de chromatographie liquide à ultra-haute performance avec détecteur à barrette de diodes (UHPLC-DAD) des composés phénoliques de feuilles d’olivier extraits par ultrasons. Les pics 1 et 2 ont été détectés à 325nm (lignes rouges), tandis que le pic 3 (ligne bleue) a été détecté à 280nm.
image et étude : Giocometti, J. et al. (2018)

L’extraction par ultrasons est compatible avec presque tous les types de solvants. Pour l’extraction de feuilles d’olivier assistée par ultrasons, l’éthanol aqueux à 80% s’est révélé le plus efficace. Le rendement d’extraction de certains composés phytochimiques peut toutefois être modifié en choisissant un autre solvant de polarité différente (p. ex. le méthanol).
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Avantages des systèmes d’extraction par ultrasons

Les avantages de l’extraction par ultrasons sont le rendement d’extraction élevé, le libre choix du solvant (p. ex. eau, éthanol, mélange eau-éthanol, huile d’olive, etc.) ainsi que l’utilisation simple et sûre. Grâce aux forces mécaniques intenses de la sonication, des solvants écologiques et doux tels que l’eau, l’éthanol, etc. suffisent généralement pour atteindre une vitesse et un rendement d’extraction exceptionnels. Par conséquent, l’extraction par ultrasons raccourcit le temps d’extraction et permet de réduire la quantité de solvants ou d’utiliser des solvants plus doux et moins agressifs. L’extraction par ultrasons permet donc à la fois des taux d’extraction plus élevés et des extraits plus sains (p. ex. extraits à l’eau froide). Comme la température du procédé peut être contrôlée avec précision pendant la sonication, la décomposition thermique des extraits due à des températures excessives ainsi que l’évaporation des substances sont évitées.
Par rapport à un extracteur au CO₂ supercritique, les coûts d’acquisition d’un extracteur à ultrasons sont faibles. Les processeurs à ultrasons marquent également des points en termes de coûts d’exploitation, d’utilisation simple et conviviale et de sécurité au travail.

L’extraction par ultrasons, des petites quantités à la production industrielle

Une caractéristique particulière du traitement par ultrasons est la scalabilité linéaire du procédé d’extraction. Les études de faisabilité et la production de petits lots peuvent facilement être réalisées avec un appareil à ultrasons maniable dans un récipient ouvert. Cela permet de tester facilement l’efficacité et la qualité du procédé d’extraction par ultrasons. Tous les résultats obtenus à petite échelle peuvent être entièrement reproduits et transposés à plus grande échelle. Le contrôle numérique de l’extracteur à ultrasons et l’enregistrement automatique des paramètres ultrasonores sur une carte SD interne permettent une surveillance précise du procédé et la reproductibilité de standards de qualité constants. La gamme de produits de Hielscher Ultrasonics propose des extracteurs à ultrasons pour toutes les échelles – des appareils portatifs de 50 watts aux systèmes à ultrasons industriels de 16 000 watts pour la production en ligne. Grâce aux décennies d’expérience de Hielscher Ultrasonics dans l’extraction par ultrasons et à l’installation de plusieurs centaines de systèmes d’extraction par ultrasons dans le monde entier, des conseils compétents et complets sont garantis.

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

Que sont les ultrasons et l’extraction par ultrasons ?

Les ultrasons sont définis comme des vibrations sonores de plus de 20kHz, c.-à-d. plus de 20 000 oscillations par seconde. Il s’agit de la plage située au-dessus du spectre auditif humain. Les ultrasons couvrent ainsi une très large gamme de vibrations acoustiques, ce qui signifie que de nombreuses applications différentes relèvent du domaine des ultrasons. Parmi les exemples d’utilisation les plus connus figurent les procédures d’imagerie chez le médecin, l’aide au stationnement dans les voitures et le contrôle non destructif des matériaux. Pour les exemples mentionnés, on utilise des ultrasons haute fréquence non destructifs.
Les ultrasons de haute puissance sont définis comme des ondes sonores de haute intensité et de basse fréquence, d’une fréquence d’env. 20–60kHz. Ces ondes sonores à haute densité énergétique génèrent dans les liquides des cycles alternés de haute pression (compression) et de basse pression (raréfaction). Pendant un cycle de basse pression, les ondes ultrasonores de haute énergie créent de petites bulles de vide ou cavités dans le liquide. Lorsque ces bulles atteignent un volume où elles ne peuvent plus absorber d’énergie, elles éclatent pendant un cycle de haute pression. Ce phénomène d’implosion des bulles est appelé cavitation.
La cavitation crée des points chauds locaux dans le liquide ou la suspension, qui peuvent atteindre des températures allant jusqu’à 5000K et des pressions allant jusqu’à 2000atm. En outre, l’implosion des bulles de cavitation crée des jets de liquide à des vitesses allant jusqu’à 280 m/s. Ces conditions extrêmes survenant localement font éclater les cellules végétales, de sorte que les substances bioactives piégées à l’intérieur de la cellule végétale sont libérées. Autrement dit, la cavitation acoustique rompt les cellules végétales et entraîne une diffusion accrue des molécules intracellulaires dans la solution d’extraction (solvant), améliorant ainsi le transfert de masse. Un transfert de masse plus élevé signifie une vitesse d’extraction plus élevée. C’est pourquoi les sondes à ultrasons comptent parmi les outils les plus utilisés pour produire des extraits de haute qualité à partir de plantes telles que les herbes, les feuilles, les fruits et d’autres matières végétales.
L’extraction par ultrasons offre divers avantages, tels qu’une extraction complète / des rendements très élevés, un temps d’extraction réduit, une efficacité améliorée, la compatibilité avec tout solvant et le fait d’être une méthode d’extraction non thermique.

Sonicateur UIP4000hdT pour le traitement en ligne de feuilles d’olivier afin de produire des extraits de haute qualité