Les extraits de la plante Baggibuti (Stachys parviflora L.) sont appréciés comme plantes médicinales utilisées pour le traitement des crampes, de l'arthralgie, de l'épilepsie, de la maladie de la chute et de la dracunculose. Les extracteurs ultrasoniques sont appliqués avec succès pour l'isolement des polyphénols et d'autres produits phytochimiques de Stachys parviflora.

Qu'est-ce qui rend l'extraction par ultrasons supérieure ? – Le principe de fonctionnement & Avantages du Power-Ultrasonics

Lorsque des composés bioactifs (c'est-à-dire des substances phytochimiques, des métabolites secondaires) doivent être isolés de plantes, les structures cellulaires du matériel végétal doivent être perturbées afin de libérer les composés cibles. L'extraction par ultrasons est une méthode très efficace pour isoler la quantité totale de composés phytochimiques des plantes (par exemple, Stachys parviflora, herbes, etc.) dans le cadre d'un processus d'extraction rapide. L'application d'ultrasons de forte puissance produit de forts effets de cavitation, des perturbations / turbulences, des écoulements de liquide à grande vitesse. Ces forces ultrasoniques favorisent la perturbation et le mélange des cellules aux niveaux macro et micro. En outre, la pénétration des solvants, la dissolution des composés bioactifs et le transfert de masse sont considérablement améliorés. L'extraction assistée par ultrasons est donc très efficace et permet d'obtenir des extraits de qualité supérieure en un temps record.

Les bienfaits des composés phytochimiques du Baggibuti (Stachys parviflora)

Stachys parviflora L., communément appelé "Baggibuti", est une espèce de Lamicae. Les composés de Stachys parviflora tels que les iridoïdes, les flavonoïdes, les acides phénoliques et les diterpénoïdes sont rapportés comme métabolites secondaires et sont connus pour leurs propriétés anti-néphritiques, anti-inflammatoires, antiradicalaires et anti-microbiennes.

Extraction par ultrasons de composés bioactifs du Baggibuti (Stachys parviflora)

L'extraction par ultrasons, également connue sous le nom d'extraction assistée par ultrasons (UAE), est une technologie scientifiquement prouvée et industriellement établie pour l'isolement de composés bioactifs tels que les polyphénols, les flavonoïdes, les terpènes et de nombreux autres métabolites secondaires des plantes.

Extraction du Baggibuti (Stachys parviflora) : Principe de travail et protocole

L'extraction par ultrasons est une technique d'extraction douce, non thermique, mais très efficace, qui repose uniquement sur des forces mécaniques. Ainsi, les composés botaniques sensibles sont préservés de la dégradation thermique, mais les rendements d'extraction obtenus par ultrasonication sont exceptionnellement élevés et de qualité supérieure.

Ultrasons de haute puissance pour l'extraction

e mécanisme d'intensification de l'extraction des ultrasons à basse fréquence et à haute intensité est principalement attribué au phénomène de cavitation acoustique. Lorsque les bulles de cavitation s'effondrent à la surface du matériau botanique, l'érosion et la sonoporation brisent la matrice des cellules végétales (telles que Stachys parviflora), ce qui entraîne la destruction de la structure cellulaire et la libération de substances intracellulaires telles que les polyphénols et autres substances phytochimiques. Le transfert de masse ainsi intensifié facilite la libération de molécules telles que les protéines, les lipides et les substances phytochimiques.
Les forces de cisaillement générées par les ultrasons améliorent la pénétration du solvant dans la matrice cellulaire de la matière botanique et améliorent la perméabilité des membranes cellulaires, respectivement. Ces mécanismes des ultrasons puissants sont responsables de l'intensification significative du processus obtenue lorsque l'ultrasonication est appliquée pour l'extraction botanique.

SEM de la surface de Stachys parviflora, (a) échantillon non traité, (b) macération, (c) extraction optimisée assistée par ultrasons (UAE) (UP200Ht4 min de traitement, 74,5 % de haute intensité et 74,2 % de pureté du solvant)
Étude et photo : ©Salarbashi et al., 2016

Protocole d'extraction par ultrasons des substances phénoliques de Baggibuti

L'équipe de recherche de Salarbashi a extrait les composés polyphénoliques des feuilles de Stachys parviflora en utilisant l'extracteur à ultrasons UP200Ht (200W, 26kHz). Pour l'étude comparative de l'extraction par ultrasons et de la macération, les parties aériennes séchées (récoltées au stade de la floraison) de S. parviflora ont été réduites en poudre avec une taille moyenne de particule inférieure à 149µm. L'extraction botanique a été réalisée à une température de 35°C, à un pH naturel, en utilisant du méthanol (60, 80 et 100 % (v v-1)) comme solvant pendant des intervalles de temps de 4, 7 et 10 minutes.
Pour l'extraction par ultrasons, l'ultrasoniseur à sonde Hielscher UP200Ht (200W, 26kHz) a été utilisé. L'amplitude de l'extracteur à ultrasons UP200Ht a été réglée sur 100 %. L'intensité du traitement ultrasonique était de 21,8346 Wcm-2 à une amplitude de 100 %.
Les résultats de l'analyse de l'extrait produit par ultrasons ont révélé que la teneur totale en flavonoïdes (TFC) des extraits augmentait de façon linéaire avec le traitement par ultrasons, tandis que la durée d'extraction avait l'effet inverse sur la TFC. Le contenu total en flavonoïdes le plus élevé a été obtenu avec une durée d'ultrasonication de 4min. (t = 4 min).
L'acide caféique, l'acide tannique, la quercétine, l'acide trans-férulique et l'acide rosmarinique ont été trouvés comme principaux composés phénoliques dans l'extrait produit par ultrasons.
Sur la base des images SEM, il est clairement visible que les ultrasons et la cavitation acoustique qui en résulte jouent un rôle important dans la perturbation efficace de la paroi cellulaire et de la structure du matériel végétal et que le rendement de l'extraction est amélioré par les vibrations ultrasoniques et les micro-courants de cavitation. Grâce à ces effets induits par les ultrasons de puissance, l'extraction assistée par ultrasons améliore le processus de gonflement et de ramollissement des parois cellulaires via l'hydratation de la matière pectinée de la lamelle moyenne. Par conséquent, la matrice des cellules végétales est brisée, ce qui entraîne une libération beaucoup plus rapide et efficace des métabolites bioactifs que dans les autres méthodes d'extraction classiques. Les images SEM révèlent l'efficacité de l'extraction ultrasonique des composés phénoliques. En tant que méthode d'extraction douce et non thermique, la sonication permet d'obtenir des activités antioxydantes et antimicrobiennes supérieures à celles des extraits produits par les techniques d'extraction classiques.
(cf. Salarbashi et al., 2016)

Chromatogramme HPLC de l'extrait de Stachys parviflora, qui a été isolé dans des conditions optimisées d'extraction assistée par ultrasons.
Étude et photo : ©Salarbashi et al., 2016

Ultrasons de haute performance et de pointe pour l'extraction de Stachys parviflora

Les caractéristiques intelligentes des ultrasons Hielscher sont conçues pour garantir un fonctionnement fiable, des résultats reproductibles et une grande facilité d'utilisation. Les paramètres de fonctionnement sont facilement accessibles et réglés par le biais d'un menu intuitif, qui peut être consulté sur un écran tactile couleur numérique et une télécommande par navigateur. Ainsi, toutes les conditions de traitement telles que l'énergie nette, l'énergie totale, l'amplitude, le temps, la pression et la température sont automatiquement enregistrées sur une carte SD intégrée. Cela vous permet de réviser et de comparer les cycles de sonication précédents et d'optimiser l'extraction de l'huile essentielle de Stachys parviflora (baggibuti) pour une efficacité maximale.
Les systèmes à ultrasons Hielscher sont utilisés dans le monde entier pour la fabrication d'extraits botaniques de haute qualité. Les ultrasons industriels Hielscher peuvent facilement générer des amplitudes élevées en fonctionnement continu (24/7/365). Des amplitudes allant jusqu'à 200µm peuvent être facilement générées en continu avec des sonotrodes standard (sondes ultrasoniques / cornes). Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes à ultrasons personnalisées sont disponibles. En raison de leur robustesse et de leur faible maintenance, nos systèmes d'extraction par ultrasons sont couramment installés pour des applications lourdes et dans des environnements exigeants.

Contactez-nous dès maintenant pour en savoir plus sur l'extraction botanique par ultrasons, sur nos systèmes d'extraction par ultrasons et sur les prix ! Notre personnel expérimenté se fera un plaisir de discuter avec vous de vos besoins en matière d'application et de traitement !

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