Extraction par ultrasons des feuilles d'olivier pour obtenir des extraits riches en polyphénols

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

Extraction ultrasonique de composés bioactifs à partir de feuilles d'olivier

Des essais de faisabilité en laboratoire aux lots pilotes, en passant par la production industrielle en continu, les ultrasonicateurs Hielscher vous permettent de contrôler avec précision l'amplitude, la température, l'apport énergétique et la durée du traitement. L'extraction par ultrasons constitue ainsi une solution efficace pour le développement de nutraceutiques, d'extraits botaniques, d'aliments fonctionnels, de cosmétiques et d'ingrédients pharmaceutiques.

Les avantages de l'extraction par ultrasons des feuilles d'olivier en détail :

• Rendement d'extraction plus élevé : Libérer efficacement les composés phénoliques intracellulaires des feuilles d'olivier grâce à la cavitation acoustique.
• Délai de traitement plus court : Réduire la durée d'extraction par rapport à la macération classique et à l'extraction par solvant.
• Procédé doux et compatible avec les 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 à l'aide de soniqueurs de laboratoire, puis passez progressivement à des systèmes industriels à circulation continue.
• Une qualité constante : La commande numérique et l'enregistrement des données garantissent une production d'extraits constante.
• Polyvalent : Conçu pour les fabricants de produits nutraceutiques, les producteurs d'extraits végétaux, les moulins à huile d'olive et la recherche pharmaceutique&les laboratoires de recherche et développement, les fournisseurs d'ingrédients cosmétiques et les entreprises de technologie alimentaire.

Pourquoi l'extrait de feuilles d'olivier est-il si bénéfique ?

Les feuilles d'olivier (Olea europaea), un déchet ou un sous-produit agricole, sont une excellente source d'antioxydants naturels. Les feuilles d'olivier contiennent divers polyphénols (également appelés biophénols), tels que l'oleuropéine et l'oléacéine. Les polyphénols sont présents naturellement dans les plantes et contribuent aux bienfaits de l'extrait de feuilles d'olivier pour la santé. Outre les polyphénols, les feuilles d'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 substances phytochimiques contenues dans les feuilles d'olivier et contient donc une grande quantité d'antioxydants puissants. L'extrait de feuilles d'olivier est traditionnellement utilisé pour renforcer le système immunitaire. Par exemple, il est administré pour améliorer les symptômes du rhume, de la toux et des maux de gorge.
De plus, des études suggèrent que les polyphénols présents dans l'extrait de feuilles d'olivier pourraient réduire le risque de maladies cardiovasculaires, faire baisser le taux de cholestérol, favoriser la perte de poids, exercer des effets antimicrobiens et agir comme agent anticancéreux.
C'est pourquoi les extraits de feuilles d'olivier (Olea europaea L. folium) sont utilisés comme ingrédient actif dans les formulations de produits pharmaceutiques et de compléments alimentaires. En outre, les extraits de feuilles d'olivier sont utilisés dans les compléments alimentaires, les produits thérapeutiques, les cosmétiques, ainsi que dans les aliments et les boissons.

L'extrait de feuilles d'olivier est riche en polyphénols tels que l'oleuropéine, l'acide caféique, l'hydroxytyrosol, le verbascoside, la rutine, la quercitine, etc.

Huile d'olive infusée : L'extrait de feuilles d'olivier est également utilisé pour enrichir les huiles d'olive telles que l'huile d'olive extra vierge. Enrichie d'extrait de feuilles d'olivier, l'huile d'olive présente un profil aromatique plus riche et la valeur ORAC de l'huile d'olive est augmentée. Les huiles d'olive infusées à la feuille d'olive présentent une meilleure durée de conservation et une plus grande stabilité à la chaleur, car les antioxydants éliminent les radicaux libres et empêchent le rancissement.
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Les principaux composés phytochimiques des feuilles d'olivier

La composition des composés phénoliques présents dans les 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'oleuropéine et l'hydroxytyrosol sont les composés phénoliques les plus importants présents dans les feuilles d'olivier.

Oleuropéine

L'oleuropéine, un iridoïde non toxique issu de l'olivier (un type de monoterpénoïde), est un composé phénolique amer. Bien qu'elle soit présente dans la peau, la chair, les pépins et les feuilles des olives vertes, c'est dans les feuilles d'olivier qu'on la trouve en plus grande quantité. Avec une teneur de 6 à 14 % en poids sec, c'est la molécule bioactive la plus importante des feuilles d'olivier. Selon la variété d'olivier, le sol et la période de récolte, la teneur en oleuropéine peut même atteindre 17 à 23 % en poids sec.

hydroxytyrosol

L'hydroxytyrosol est un métabolite de l'oleuropéine. Ces deux molécules sont connues pour leur puissante activité antioxydante, qui contribue aux propriétés antioxydantes, anti-inflammatoires et protectrices de l'huile d'olive. L'hydroxytyrosol présente l'une des valeurs ORAC (capacité d'absorption des radicaux oxygénés) les plus élevées jamais observées chez les antioxydants naturels.

Un extrait de feuilles d'olivier à spectre complet contient de nombreux polyphénols, antioxydants et autres substances 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 bande très puissant.

Extraits de feuilles d'olivier produits par sonication

Les conditions environnementales extrêmes dans le “point chaud” La zone de cavitation ultrasonique a divers effets sur le matériel végétal et son extractibilité. Cela inclut le dépassement de la perméabilité sélective de la membrane cellulaire, l'augmentation des échanges de substances entre l'intérieur de la cellule et le solvant, la rupture mécanique des cellules et la libération de substances intracellulaires (c'est-à-dire des composés phytochimiques tels que l'oleuropéine, l'hydroxytyrosol, l'acide gallique, etc.). Ces effets permettent d'obtenir un rendement élevé d'extraits de haute qualité en un temps de sonication très court. Un processeur ultrasonique de 400 watts tel queL'UP400St de Hielscher peut traiter un lot de 10 litres de bouillie botanique en 5 à 8 minutes. Les ultrasons industriels traitent la boue composée de matières végétales et de solvants en flux continu. Le milieu est pompé à travers un réacteur à ultrasons et y est sonifié. À l'échelle industrielle, un UIP4000hdT (4kW) peut atteindre environ 3L/min.
En raison du rendement élevé de l'extrait et de la vitesse du processus, l'extraction par ultrasons est particulièrement efficace. C'est pourquoi la sonication a été rapidement adaptée par de nombreux fabricants d'extraits qui produisent des extraits de haute qualité, par exemple du CBD, des cannabinoïdes, de la vanille, des algues, du gingembre et de nombreux autres extraits botaniques. La cavitation ultrasonique permet d'obtenir un rendement de 95 à 99 % des composés actifs contenus dans les plantes médicinales. Par exemple, des recherches ont montré une efficacité d'extraction de 99,27 % pour la libération des composés phénoliques totaux des feuilles d'olivier. (Luo, 2011) Le procédé ultrasonique peut être adapté de manière optimale à la matière première et à la qualité d'extrait souhaitée en ajustant les paramètres du procédé (amplitude ultrasonique, température, pression, viscosité).

La figure montre le chromatogramme de la chromatographie liquide à ultra-haute performance avec un détecteur à barrettes de diodes (UHPLC-DAD) des composés phénoliques de feuilles d'olivier extraits par ultrasons. Les pics 1 et 2 ont été détectés à 325 nm (lignes rouges), tandis que le pic 3 (ligne bleue) a été détecté à 280 nm.
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 avéré le plus efficace. Mais le rendement d'extraction de composés phytochimiques spécifiques peut être modifié en choisissant un autre solvant de polarité différente (par exemple, le méthanol).
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Avantages des systèmes d'extraction par ultrasons

Les avantages de l'extraction par ultrasons sont le rendement élevé de l'extraction, le libre choix du solvant (par exemple, l'eau, l'éthanol, le mélange eau-éthanol, l'huile d'olive, etc. En raison des forces mécaniques intenses de la sonication, des solvants écologiques et doux tels que l'eau, l'éthanol, etc. sont généralement suffisants pour obtenir un taux d'extraction et un rendement extraordinaires. Par conséquent, l'extraction par ultrasons raccourcit le temps d'extraction et permet de réduire l'utilisation de solvants ou d'utiliser des solvants plus doux. Cela signifie que l'extraction par ultrasons permet d'obtenir à la fois des taux d'extraction plus élevés et des extraits plus sains (par exemple, des extraits d'eau froide). Comme la température du processus peut être contrôlée avec précision pendant la sonication, la décomposition thermique des extraits due à des températures trop élevées ainsi que l'évaporation des substances sont évitées.
Par rapport à un extracteur à CO₂ supercritique, les coûts d'acquisition d'un extracteur à ultrasons sont faibles. Les processeurs à ultrasons se distinguent également par leurs faibles coûts d'exploitation, leur simplicité d'utilisation et leur sécurité au travail.

Extraction par ultrasons : des petites quantités à la production industrielle

L'une des particularités du traitement par ultrasons réside dans la scalabilité linéaire du processus d'extraction. Les études de faisabilité et la production de petits lots peuvent être facilement réalisées à l'aide d'un appareil à ultrasons compact dans un récipient ouvert. Cela permet de tester aisément l'efficacité et la qualité du processus d'extraction par ultrasons. Tous les résultats obtenus à petite échelle peuvent être entièrement reproduits et transposés à plus grande échelle. La commande numérique de l'extracteur ultrasonique et l'enregistrement automatique des paramètres ultrasoniques sur une carte SD interne permettent un suivi précis du processus et la reproductibilité de normes de qualité constantes. Hielscher Ultrasonics’ Notre gamme de produits propose des extracteurs à ultrasons adaptés à toutes les échelles – des appareils portatifs de 50 watts aux ultrasons industriels de 16 000 watts pour la production en ligne. Grâce à Hielscher Ultrasonics’ Grâce à plusieurs décennies d'expérience dans le domaine de l'extraction par ultrasons et à l'installation de plusieurs centaines de systèmes d'extraction par ultrasons à travers le monde, nous vous garantissons des conseils compétents et complets.

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

Qu'est-ce que les ultrasons et l'extraction par ultrasons ?

Les ultrasons sont définis comme des vibrations sonores de plus de 20 kHz, c'est-à-dire plus de 20 000 oscillations par seconde. Il s'agit de la zone qui se situe au-dessus du spectre auditif humain. Les ultrasons couvrent donc une très large gamme de vibrations acoustiques, ce qui signifie que de nombreuses applications différentes relèvent du domaine des ultrasons. Les exemples d'utilisation les plus connus sont 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 non destructifs à haute fréquence.
Les ultrasons de haute puissance sont définis comme des ondes sonores de haute intensité et de basse fréquence, d'une fréquence d'environ 20 à 60 kHz. Ces ondes sonores denses en énergie génèrent une alternance de cycles de haute pression (compression) et de cycles de basse pression (raréfaction) dans les liquides. Au cours d'un cycle de basse pression, les ondes ultrasoniques à haute énergie créent de petites bulles de vide ou des vides dans le liquide. Lorsque ces bulles atteignent un volume tel qu'elles ne peuvent plus absorber d'énergie, elles éclatent au cours d'un cycle de haute pression. Ce phénomène d'implosion des bulles est connu sous le nom de cavitation.
La cavitation crée des points chauds locaux dans le liquide ou la boue, qui peuvent atteindre des températures de 5 000 K et des pressions de 2 000 atm. En outre, l'implosion des bulles de cavitation crée des jets de liquide à des vitesses pouvant atteindre 280 m/s. Ces conditions extrêmes locales provoquent l'éclatement des cellules végétales, ce qui libère les substances bioactives emprisonnées à l'intérieur de la cellule. En d'autres termes, la cavitation acoustique perturbe les cellules végétales et entraîne une plus grande diffusion des molécules intracellulaires dans la solution d'extraction (solvant), améliorant ainsi le transfert de masse. Un transfert de masse plus important signifie un taux d'extraction plus élevé. Par conséquent, les sondes ultrasoniques sont l'un des 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 matériaux végétaux.
L'extraction par ultrasons présente divers avantages, tels qu'une extraction complète / des rendements très élevés, un temps d'extraction réduit, une efficacité accrue, une compatibilité avec n'importe quel solvant et une méthode d'extraction non thermique.
 

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