Production d’ingrédients aromatiques par ultrasons

L’extraction d’arômes par ultrasons est un procédé hautement efficace et durable qui augmente le rendement tout en réduisant considérablement le temps de traitement. Grâce à l’utilisation de solvants sûrs et écologiques, la technologie ultrasonore offre une méthode d’extraction écologique avec une efficacité énergétique accrue, ce qui en fait une alternative respectueuse de l’environnement aux techniques d’extraction traditionnelles.

Extraits végétaux – améliorés par sonication

L’extraction par ultrasons est une technique commercialisée pour la production d’extraits de haute qualité destinés aux industries agroalimentaire, pharmaceutique et cosmétique.
« Grâce aux ultrasons, des extractions complètes peuvent désormais être réalisées en quelques minutes avec une reproductibilité élevée, tout en réduisant la consommation de solvant, en simplifiant les manipulations et les opérations de traitement, en augmentant la pureté du produit final, en éliminant le post-traitement des eaux usées et en ne consommant qu’une fraction de l’énergie fossile normalement nécessaire à une méthode d’extraction conventionnelle telle que l’extraction Soxhlet, la macération ou la distillation Clevenger. Plusieurs classes de composants alimentaires, tels que les arômes, les pigments, les antioxydants et d’autres composés organiques et minéraux, ont été extraites, analysées et formulées efficacement à partir de diverses matrices (principalement des tissus animaux, des microalgues, des levures, des matières alimentaires et végétales). » [Chemat et al. 2017]

L’extraction par ultrasons est utilisée pour produire des isolats à partir de matières végétales. Cette vidéo montre l’extraction efficace de composés aromatiques à partir de flocons de piment avec l’UP200Ht.

En tant que leader du marché, Hielscher Ultrasonics a constitué une vaste base de connaissances sur les procédés d’extraction par ultrasons, notamment l’extraction d’épices, d’herbes, de fleurs, de fruits et de légumes pour la production d’arômes et de parfums. Hielscher Ultrasonics a acquis des connaissances approfondies sur l’extraction de diverses matières végétales telles que le café, le safran, les raisins (vin), le chêne, les feuilles de thé, la lavande, la menthe, la stévia, les piments, la vanille, le cacao, les feuilles de boldo, et bien d’autres.
Les procédés d’extraction par ultrasons peuvent être réalisés avec presque tous les solvants, tels que l’eau, l’alcool, l’éthanol aqueux, la glycérine, les huiles, l’isopropanol, l’hexane, le benzène, etc.
Pour la production d’arômes, de parfums et de composants actifs destinés à servir d’ingrédients dans les industries agroalimentaire, pharmaceutique, cosmétique et de la parfumerie, l’utilisation de solvants écologiques et non dangereux, tels que l’eau et l’alcool, constitue un avantage majeur.

Formes d’extraction par ultrasons :

• Sonication
• Thermo-sonication
• Mano-sonication
• Thermo-mano-sonication
• Extraction Soxhlet par ultrasons (Sono-Soxhet)
• Extraction supercritique par ultrasons

La méthode ultrasonore permet une meilleure extraction que la plupart des procédés d’extraction conventionnels, par exemple la macération, en matière de durée du procédé, de rendement, d’économies d’énergie, de propreté, de sécurité et de qualité du produit. En particulier pour la production d’additifs alimentaires, pour boissons, pharmaceutiques et cosmétiques, la technique écologique d’extraction par ultrasons présente un avantage majeur pour la sécurité des produits.

Émulsions aromatiques transparentes

Les émulsions sont des additifs couramment utilisés pour conférer aux aliments et aux boissons des propriétés en matière d’arôme, de valeur nutritionnelle et de stabilité. La limpidité est un facteur important, notamment dans la formulation des boissons, car le produit final doit satisfaire non seulement à des critères de qualité et de valeur nutritionnelle, mais aussi à des critères d’aspect visuel. Pour les boissons et les aliments limpides, cela signifie que l’émulsion ajoutée ne doit pas compromettre l’objectif de qualité finale visé. Une émulsion limpide est ainsi plus facile à mettre en œuvre. En raison de leur taille, les nanoémulsions sont transparentes et translucides (du moins à l’œil nu). Grâce à leur stabilité cinétique élevée, à leur faible viscosité, à leur grande transparence et à leur forte résistance à la sédimentation, au crémage, à la coalescence et à la floculation, elles sont largement utilisées comme ingrédients.
Plus la taille des gouttelettes / particules est importante, plus elles contribuent à l’opacité du produit final. Pour la formulation de boissons limpides, l’utilisation d’une émulsion limpide contenant des nanogouttelettes donne les meilleurs résultats. L’émulsification par ultrasons permet de produire des émulsions W/O, O/W, des émulsions inverses ainsi que des émulsions doubles ou multiples W/O/W dont les gouttelettes sont de taille nanométrique (appelées miniémulsions, nanoémulsions, émulsions ultrafines ou émulsions submicroniques). La taille des gouttelettes peut être ajustée et contrôlée au moyen des paramètres du procédé ultrasonore. Les sonicateurs Hielscher peuvent être réglés avec précision pour obtenir des résultats optimaux et reproductibles.

Avec le MultiPhaseCavitator, Hielscher a développé un insert unique pour cellule à circulation afin d’améliorer encore l’émulsification par ultrasons.
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Encapsulation d’arômes par ultrasons

L’utilisation des liposomes dans les produits pharmaceutiques et alimentaires ne cesse d’augmenter. Les liposomes peuvent servir de vecteurs pour des molécules actives, par exemple des nutriments et des médicaments. La sonication permet de former des liposomes par émulsification d’une suspension lipides/eau ou par sonication de vésicules multilamellaires (MLVs). Lors du procédé d’émulsification par ultrasons, les bicouches lipidiques sont fragmentées en éléments plus petits, qui se réassemblent en petites vésicules unilamellaires (SUVs) composées de phospholipides. Pendant la sonication, des ingrédients actifs peuvent être encapsulés dans les liposomes.
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Systèmes d’extraction par ultrasons

Le tableau ci-dessous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos systèmes d’extraction par ultrasons les plus populaires :

Extraction supercritique par ultrasons

L’extraction par fluide supercritique et par CO2 supercritique est l’une des techniques d’extraction les plus importantes pour la production d’arômes et de parfums.
Le dioxyde de carbone supercritique est un solvant sélectif dont la masse volumique est ajustable. Sa sélectivité et son pouvoir solvant dépendent de sa masse volumique variable, qui peut être influencée par la pression et la température.
En combinant l’extraction supercritique avec la sonication, il devient possible d’utiliser des solvants de qualité alimentaire tels que l’alcool ou l’eau tout en obtenant des vitesses d’extraction et des rendements élevés.
Utilisez le formulaire ci-dessous pour obtenir plus d’informations sur nos systèmes d’extraction par ultrasons et leurs applications !

Regardez la vidéo ci-dessous pour comparer l’extraction par ultrasons à la macération conventionnelle de feuilles fraîches de plantain lancéolé dans l’eau. La sonication produit un extrait puissant de plantain lancéolé en quelques secondes seulement, et la couleur de l’extrait indique également une différence de qualité. Alors que l’extrait obtenu par ultrasons présente une couleur vert foncé, l’extrait macéré pendant 20 jours a une couleur brunâtre qui indique une dégradation oxydative des composés bioactifs.
 

Dans cette courte vidéo, nous comparons l’extraction par ultrasons dans l’eau froide avec le sonicateur à sonde Hielscher UP200Ht à la macération traditionnelle pendant 20 jours. Alors que la macération classique nécessite plusieurs semaines pour extraire les composés bioactifs des feuilles fraîches de plantain lancéolé, l’extraction par sonde à ultrasons les libère en quelques secondes seulement. La comparaison de l’extrait obtenu par macération traditionnelle avec l’extrait obtenu par ultrasons montre clairement que l’extrait soniqué présente une couleur vert foncé, tandis que l’extrait macéré a une teinte brunâtre, suggérant une dégradation oxydative des composés bioactifs. La couleur vert foncé de l’extrait de plantain lancéolé obtenu par ultrasons souligne l’efficacité supérieure de la technologie ultrasonore pour produire un extrait à spectre complet. L’extraction de matières végétales par ultrasons est plus rapide, produit des extraits plus puissants et est plus efficace. L’extraction par ultrasons à haute efficacité avec le UP200Ht produit un extrait de plantain lancéolé à spectre complet.

 

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