Extraction ultrasonique de la quercétine

La quercétine est l'un des polyphénols végétaux les plus étudiés ; elle est très prisée pour son activité antioxydante et son rôle dans les compléments alimentaires, les aliments fonctionnels et les nutraceutiques. La quercétine et ses glycosides (par exemple la rutine et l’isoquercétine) étant sensibles à la chaleur et à l’oxydation, la production d’un extrait de haute pureté nécessite une technique d’extraction efficace, mais douce et non thermique. C’est précisément là que l’extraction ultrasonique de la quercétine excelle.

Ultrasons haute performance pour des extraits de quercétine de haute qualité

L'extraction assistée par ultrasons (UAE) utilise des ultrasons de forte puissance et de basse fréquence pour rompre mécaniquement les parois cellulaires végétales et augmenter considérablement le transfert de masse, ce qui permet de libérer la quercétine dans le solvant en quelques minutes au lieu de plusieurs heures. Par rapport à la macération, la méthode de Soxhlet ou la digestion thermique, l’extraction par ultrasons offre des rendements plus élevés, des temps de traitement plus courts, des volumes de solvant réduits et une meilleure préservation de la bioactivité – ce qui en fait une option intéressante pour les laboratoires, les installations pilotes et la production à l'échelle industrielle d'extraits botaniques et polyphénoliques.

Homogénéisateur ultrasonique UP400St pour l'extraction par lots agités de plantes médicinales

Obtenez des rendements en quercétine plus élevés en quelques minutes – Pas des heures !
Prêt à passer de la macération et de la méthode Soxhlet à une extraction rapide, douce et non thermique ? Contactez-nous dès maintenant – Nous vous aiderons à choisir le système à ultrasons le mieux adapté à votre matière première végétale.

Avantages de l'extraction par ultrasons

Rendements supérieurs
Extraction à grande vitesse – en quelques minutes
Extraits de haute qualité – doux, non thermique
Solvants verts (eau, éthanol, méthanol, etc.)
Fonctionnement simple et sûr
Faibles coûts d'investissement et d'exploitation
Fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 dans des conditions difficiles
Méthode verte et écologique

Les ultrasons perturbent la structure cellulaire des plantes et facilitent ainsi l'extraction de composés bioactifs tels que la quercétine et la rutine.

Effets des ultrasons sur la structure cellulaire : La rupture des parois cellulaires induite par les ultrasons permet la libération de la quercétine et de la rutine de l'Euonymus alatus.
Photo et étude : ©Yang et Zhang, 2008.

Pourquoi la quercétine nécessite-t-elle une méthode d'extraction douce ?

La quercétine est présente dans de nombreux fruits, légumes et herbes aromatiques – notamment les pommes, les oignons, les baies, le thé, les raisins et les légumes verts à feuilles. En tant que polyphénol/flavonol, il peut se dégrader sous l’effet d’une chaleur prolongée, de conditions fortement alcalines ou d’un contact prolongé avec un solvant, ce qui réduit le rendement et compromet la qualité de l’extrait final. Une méthode douce, non thermique et de courte durée permet donc de préserver à la fois la quantité et la qualité fonctionnelle (capacité antioxydante) de la quercétine extraite.

Comment fonctionne l'extraction par ultrasons de la quercétine ?

Le rôle de la cavitation acoustique Les ultrasons de haute intensité créent des bulles de cavitation microscopiques dans le liquide. Leur effondrement par implosion génère des points chauds localisés, des forces de cisaillement et des micro-jets qui rompent les parois cellulaires végétales et fragmentent les matrices tissulaires. Cela ouvre les compartiments cellulaires où est stockée la quercétine et accélère sa diffusion dans le solvant environnant, ce qui permet une libération plus rapide et plus complète du composé actif.

Déroulement type du procédé d'extraction de la quercétine par ultrasons

Préparation: broyage, découpage ou lyophilisation de la matière végétale brute (par exemple, feuilles, écorces, graines) afin d'augmenter sa surface spécifique.
Sélection des solvants : Choisissez un solvant vert de qualité alimentaire, tel que l'eau, l'éthanol ou un mélange eau-éthanol.
Sonication : procéder à l'extraction en mode discontinu (sous agitation) ou en mode continu dans une cellule à flux continu pendant 5 à 30 minutes.
Séparation : filtrer ou centrifuger l'extrait et récupérer le liquide riche en quercétine.
Concentration / purification: si nécessaire, sécher, précipiter ou purifier selon les besoins.

Remarque : les durées, amplitudes et proportions de solvants spécifiques dépendent de l'espèce végétale et de la matrice cible. – Nos experts en procédés peuvent vous aider à optimiser les paramètres de processus adaptés à votre matière première.

Étude de cas : Extraction de quercétine assistée par ultrasons

Sharifi et al. (2017) ont démontré que l'extraction par ultrasons est une méthode efficace et pratique pour extraire des flavonoïdes, tels que la quercétine, à partir de plantes médicinales. Ils ont utilisé le Hielscher UP400St (400 W, voir photo de gauche) avec un réglage d'amplitude à 50 %. Les feuilles de radis (Raphanus sativus) ont été placées dans du méthanol et soumises à une sonication pendant 10 minutes, ce qui a permis d'obtenir un rendement en quercétine de 11,8 %.La supériorité de l’extraction assistée par ultrasons par rapport aux techniques conventionnelles telles que la macération, l’extraction de Soxhlet et la digestion thermique. L’extraction par ultrasons se distingue par des rendements plus élevés, des temps d’extraction nettement plus courts et des quantités de solvants réduites. L’application d’ondes ultrasoniques génère une cavitation qui rompt les parois cellulaires de la matière végétale et favorise le transfert de masse. Ainsi, l’extraction par ultrasons est plus efficace que les méthodes traditionnelles et excelle dans l’extraction de la quercétine à partir de matrices organiques. Bien que l’extraction par ultrasons n’ait nécessité que 10 minutes. – par rapport à des durées d'extraction de 24 heures pour la macération, de 60 minutes pour la digestion thermique et de 24 heures pour l'extraction au Soxhlet. – la quantité de quercétine extraite par ultrasons était supérieure à celle obtenue par digestion, macération et extraction Soxhlet.

L'extraction ultrasonique de quercétine à partir de feuilles de radis est plus performante que les techniques d'extraction traditionnelles. Cliquez sur l'image pour l'agrandir !

L'extraction par ultrasons (UAE) permet d'obtenir des rendements de quercétine nettement plus élevés dans des temps d'extraction plus courts que les méthodes d'extraction conventionnelles.
source : Sharifi et al., 2017

Dans cette présentation, nous vous introduisons à la fabrication d'extraits botaniques. Nous expliquons les défis que pose la production d'extraits botaniques de haute qualité et comment un sonicateur peut vous aider à surmonter ces défis. Cette présentation vous montrera comment fonctionne l'extraction par ultrasons. Vous apprendrez quels avantages vous pouvez attendre d'un sonicateur pour l'extraction et comment vous pouvez mettre en œuvre un extracteur à ultrasons dans votre production d'extraits.

équipement d'extraction par ultrasons

Hielscher Ultrasonics est spécialisé dans la fabrication de processeurs à ultrasons de haute performance pour la production d'extraits botaniques de haute qualité.
Hielscher propose une large gamme de produits allant des petits et puissants ultrasons de laboratoire aux systèmes robustes de paillasse et entièrement industriels, qui délivrent des ultrasons de haute intensité pour l'extraction et l'isolation efficaces de substances bioactives (par exemple, les polyphénols), gingembre, Pipérine, curcumine etc.) Tous les appareils à ultrasons de 200 watts à 16 000 watts sont dotés d'un écran couleur pour le contrôle numérique, d'une carte SD intégrée pour l'enregistrement automatique des données, d'une télécommande avec navigateur et de nombreuses autres fonctions conviviales. Les sonotrodes et les cellules d'écoulement (les parties en contact avec le milieu) peuvent être stérilisées en autoclave et sont faciles à nettoyer. Tous nos ultrasons sont conçus pour fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, nécessitent peu d'entretien et sont faciles et sûrs à utiliser.
Un écran couleur numérique permet un contrôle convivial de l'appareil à ultrasons, ce qui rend le processus réglable avec précision. Nos systèmes sont capables de délivrer de faibles à très fortes amplitudes. Pour l'extraction de polyphénols tels que la quercétine, nous proposons des sonotrodes ultrasoniques spéciales (également appelées sondes ou cornes ultrasoniques) qui sont optimisées pour l'isolation sensible de substances actives de haute qualité. La robustesse des sonicateurs Hielscher leur permet de fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des conditions difficiles et dans des environnements exigeants.
Le contrôle précis des paramètres du processus ultrasonique garantit la reproductibilité et la normalisation du processus.

Sujets connexes

Foire aux questions sur l'extraction de la quercétine par ultrasons

Qu'est-ce que la quercétine ?

La quercétine, un flavonol végétal (qui fait partie du groupe des polyphénols flavonoïdes), se trouve dans de nombreux fruits, légumes et feuilles. Les sources naturelles de quercétine sont les pommes, les poivrons, le vin rouge, les cerises foncées et les baies (myrtilles, myrtilles, mûres et autres), les tomates, les légumes crucifères, tels que le brocoli, le chou et les germes ; les légumes verts à feuilles, tels que les épinards et le chou frisé ; les agrumes, le cacao, les canneberges, les céréales complètes, telles que le sarrasin, les asperges, les câpres, les oignons rouges, l'huile d'olive, le thé noir et le thé vert, les haricots et les légumineuses ; les herbes, telles que la sauge, le sureau d'Amérique, le millepertuis et le ginkgo ; l'huile d'olive, l'huile d'olive et le thé vert. John's et le ginkgo biloba.

Quels sont les solvants utilisés pour l'extraction de la quercétine par ultrasons ?

On utilise couramment des solvants verts de qualité alimentaire, tels que l'eau, l'éthanol, le méthanol ou des mélanges eau-éthanol.

Pourquoi faut-il recourir à une méthode d'extraction douce pour la quercétine ?

La quercétine étant un composé bioactif sensible, il est nécessaire de recourir à une technique à la fois efficace et douce afin d'éviter sa dégradation lors de la production d'un extrait de haute qualité destiné aux additifs alimentaires et aux compléments alimentaires. L'extraction par ultrasons est une méthode douce, non thermique et purement mécanique qui permet d'obtenir des quantités élevées de quercétine en un temps d'extraction très court.

Comment fonctionne l'extraction par ultrasons ?

L'extraction par ultrasons repose sur le phénomène de cavitation acoustique, qui brise les parois cellulaires de la matière végétale et favorise le transfert de masse, libérant ainsi des composés bioactifs tels que les polyphénols, la quercétine et les antioxydants. C'est pourquoi la sonication est une méthode privilégiée pour isoler les composés botaniques sensibles.

Quels sont les principaux avantages de l'extraction de la quercétine par ultrasons ?

Parmi ses principaux avantages, on peut citer des rendements supérieurs, une extraction ultra-rapide en quelques minutes, des extraits de haute qualité, doux et obtenus sans traitement thermique, l’utilisation de solvants verts (eau, éthanol, méthanol, etc.), un fonctionnement simple et sûr, de faibles coûts d’investissement et d’exploitation, ainsi que la capacité de fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des conditions de travail intensives. Il s'agit également d'une méthode verte et respectueuse de l'environnement.

L'extraction par ultrasons est-elle reproductible et adaptée à une application à l'échelle industrielle ?

Oui. Le contrôle précis des paramètres du procédé ultrasonique garantit la reproductibilité et la standardisation du procédé. Hielscher propose des sonotrodes spéciales optimisées pour l'isolation en douceur de principes actifs de haute qualité, facilitant ainsi la transposition du laboratoire à l'échelle pilote puis à la production industrielle.

Quels sont les bienfaits pour la santé associés à la quercétine ?

Les glycosides de quercétine (tels que l'isoquercétine) et les flavonoïdes apparentés ont été décrits comme des agents antiviraux, antimicrobiens, anti-inflammatoires et antiallergiques susceptibles d'exercer une influence positive sur différents types de cellules chez l'animal et chez l'homme. La quercétine pourrait contribuer à réduire l'inflammation, à lutter contre les allergies, à favoriser la santé cardiaque, à soulager la douleur, à améliorer potentiellement l'endurance, à lutter contre le cancer et à protéger la santé de la peau et du foie.

Littérature/Références

Sharifi, Niusha ; Mahernia, Shabnam ; Amanlou, Massoud (2017) : Comparison of Different Methods in Quercetin Extraction from Leaves of Raphanus sativus L. Pharmaceutical Sciences March 2017, 23, 59-65.
Anaya-Esparza, Luis Miguel ; Ramos-Aguirre, Dení ; Zamora-Gasga, Víctor Manuel ; Yahia, Elhadi ; Montalvo-González, Efigenia (2018) : Optimisation de l'extraction assistée par ultrasons des composés phénoliques des feuilles de Justicia spicigera. Science alimentaire et biotechnologie 27, 2018. 1093-1102.
Wang, L., Li, Z., Huang, J. et al. (2022) : Effet de l'extraction assistée par ultrasons des polyphénols des écorces de pommes dans des systèmes eau-carbone. Food Bioprocessing Technology 15, 2022. 1157-1167.
Lucas-González R., Viuda-Martos M., Pérez-Álvarez J.Á., Fernández-López J. (2024) : Facteurs à prendre en compte pour l'extraction assistée par ultrasons des (poly)phénols à partir de graines de palmier dattier. Frontiers in Chemistry, volume 12, 2024.
Sumbal Jamshaid, Dildar Ahmed (2022) : Optimisation de l'extraction assistée par ultrasons de composés précieux du fruit de Melia azedarach avec un solvant eutectique profond glycérol-chlorure de choline. Chimie et pharmacie durables, volume 29, 2022.