Extraction de quercétine par ultrasons
La quercétine est l’un des polyphénols végétaux les plus étudiés, apprécié 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 de quercétine par ultrasons excelle.
Des 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 désorganiser mécaniquement les parois cellulaires végétales et accroître considérablement le transfert de matière, libérant la quercétine dans le solvant en quelques minutes au lieu de plusieurs heures. Comparée à la macération, à l’extraction Soxhlet ou à 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 bioactivité mieux préservée – ce qui en fait une option intéressante pour les laboratoires, les installations pilotes et la production à l’échelle industrielle d’extraits végétaux et de polyphénols.
Prêt à remplacer la macération et l’extraction Soxhlet par une extraction rapide, douce et non thermique ? Contactez-nous dès maintenant – nous vous aiderons à définir le système à ultrasons adapté à votre matière végétale.
Extraction végétale par ultrasons en lots de 120L avec le sonicateur UIP2000hdT
- Rendements supérieurs
- Extraction rapide – en quelques minutes
- Extraits de haute qualité – extraction douce et non thermique
- Solvants verts (eau, éthanol, méthanol, etc.)
- Utilisation simple et sûre
- Faibles coûts d’investissement et d’exploitation
- Fonctionnement 24/7 en conditions intensives
- Méthode verte et respectueuse de l’environnement
Effets de la sonication sur la structure cellulaire : la désorganisation des parois cellulaires induite par les ultrasons permet la libération de quercétine et de rutine à partir d’Euonymus alatus.
Image et étude : ©Yang et Zhang, 2008.
Pourquoi la quercétine nécessite une méthode d’extraction douce
La quercétine est présente dans de nombreux fruits, légumes et plantes aromatiques – notamment les pommes, les oignons, les baies, le thé, les raisins et les légumes à feuilles vertes. En tant que polyphénol/flavonol, elle peut se dégrader sous l’effet d’une exposition prolongée à la chaleur, de conditions fortement alcalines ou d’un contact prolongé avec le solvant, ce qui réduit le rendement et compromet la qualité de l’extrait final. Une méthode douce, non thermique et de courte durée contribue donc à préserver à la fois la quantité et la qualité fonctionnelle (capacité antioxydante) de la quercétine extraite.
Comment fonctionne l’extraction de quercétine par ultrasons
Le rôle de la cavitation acoustique
Les ultrasons de haute intensité créent des bulles de cavitation microscopiques dans le liquide. Leur implosion génère des points chauds localisés, des forces de cisaillement et des microjets qui rompent les parois cellulaires végétales et désagrègent les matrices tissulaires. Cela ouvre les compartiments cellulaires où la quercétine est stockée et accélère sa diffusion dans le solvant environnant, permettant une libération plus rapide et plus complète du composé actif.
Déroulement typique du procédé d’extraction de quercétine par ultrasons
- Préparation : broyer, découper ou lyophiliser la matière végétale brute (par exemple les feuilles, les pelures ou les graines) pour augmenter la surface de contact.
- Choix du solvant : choisir un solvant vert de qualité alimentaire, tel que l’eau, l’éthanol ou un mélange eau–éthanol.
- Sonication : effectuer l’extraction par lots (avec agitation) ou en mode continu dans une cellule à circulation pendant 5–30 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, les amplitudes et les proportions de solvants dépendent de l’espèce végétale et de la matrice ciblée – nos experts peuvent vous aider à optimiser les paramètres du procédé pour votre matière première.
Sonicateur UP200Ht pour l’extraction de quercétine
Étude de cas : extraction de quercétine assistée par ultrasons
Sharifi et al. (2017) ont montré 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 (400W, voir l’image à gauche) avec un réglage d’amplitude de 50%. Les feuilles de radis (Raphanus Sativus) ont été placées dans du méthanol et soumises à une sonication pendant 10 min., ce qui a donné un rendement en quercétine de 11,8%. Supériorité de l’extraction assistée par ultrasons par rapport aux techniques conventionnelles telles que la macération, l’extraction 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 ultrasonores génère une cavitation qui désorganise les parois cellulaires de la matière végétale et favorise le transfert de matière. Ainsi, l’extraction par ultrasons est plus efficace que les méthodes traditionnelles et excelle dans l’extraction de quercétine à partir de matrices organiques. Bien que l’extraction par ultrasons n’ait nécessité que 10 min. – contre des temps d’extraction de 24hrs pour la macération, de 60min. pour la digestion thermique et de 24hrs pour l’extraction Soxhlet – la quantité de quercétine extraite par ultrasons était supérieure à celle obtenue par digestion, macération et extraction Soxhlet.
L’extraction par ultrasons (UAE) permet d’obtenir des rendements en quercétine nettement plus élevés avec des temps d’extraction plus courts que les méthodes d’extraction conventionnelles.
source : Sharifi et al., 2017
Sonicateur UP400ST pour l’extraction végétale
Équipements d’extraction par ultrasons
Hielscher Ultrasonics est spécialisé dans la fabrication de processeurs à ultrasons haute performance pour la production d’extraits végétaux de haute qualité.
Hielscher propose une large gamme de produits, allant de petits appareils à ultrasons de laboratoire puissants à des systèmes de paillasse robustes et à des systèmes entièrement industriels, qui délivrent des ultrasons de haute intensité pour l’extraction et l’isolement efficaces de substances bioactives (par exemple les polyphénols, gingérol, pipérine, curcumine etc.). Tous les appareils à ultrasons de 200 watts à 16 000 watts disposent d’un écran couleur pour la commande numérique, d’une carte SD intégrée pour l’enregistrement automatique des données, d’une commande à distance par navigateur et de nombreuses autres fonctionnalités facilitant leur utilisation. Les sonotrodes et les cellules à circulation (les pièces en contact avec le milieu) peuvent être autoclavées et sont faciles à nettoyer. Tous nos appareils à ultrasons sont conçus pour fonctionner 24/7, nécessitent peu d’entretien et sont simples et sûrs à utiliser.
Un écran couleur numérique permet une commande conviviale de l’appareil à ultrasons et un réglage précis du procédé. Nos systèmes peuvent délivrer des amplitudes allant de faibles à très élevées. Pour l’extraction de polyphénols tels que la quercétine, nous proposons des sonotrodes spéciales (également appelées sondes ou pavillons ultrasonores), optimisées pour l’isolement délicat de substances actives de haute qualité. La robustesse des sonicateurs Hielscher permet un fonctionnement 24/7 en conditions intensives et dans des environnements exigeants.
Le contrôle précis des paramètres du procédé ultrasonore garantit la reproductibilité et la standardisation du procédé.
Processeurs à ultrasons de forte puissance, de l’échelle du laboratoire à l’échelle pilote et à l’échelle industrielle.
Questions fréquentes sur l’extraction de quercétine par ultrasons
Qu’est-ce que la quercétine ?
La quercétine, un flavonol végétal (qui appartient à un sous-groupe des flavonoïdes, eux-mêmes faisant partie des polyphénols), se trouve dans de nombreux fruits, légumes et feuilles. Les sources naturelles de quercétine comprennent les pommes, les poivrons, le vin rouge, les cerises foncées et les baies (myrtilles américaines, myrtilles européennes, mûres et autres), les tomates, les légumes crucifères tels que le brocoli, le chou et les choux de Bruxelles ; les légumes à feuilles vertes tels que les épinards et le chou kale ; 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 plantes telles que la sauge, le sureau d’Amérique, le millepertuis et le ginkgo biloba.
Quels solvants sont utilisés pour l’extraction de quercétine par ultrasons ?
Des solvants verts de qualité alimentaire, tels que l’eau, l’éthanol, le méthanol ou les mélanges eau–éthanol, sont couramment utilisés.
Pourquoi une méthode d’extraction douce est-elle nécessaire pour la quercétine ?
La quercétine étant un composé bioactif sensible, une technique efficace mais douce est nécessaire pour éviter sa décomposition lors de la production d’un extrait de haute qualité destiné aux additifs et aux compléments alimentaires. L’extraction par ultrasons est une méthode douce, non thermique et purement mécanique, qui permet d’obtenir de grandes quantités 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 désorganise les parois cellulaires de la matière végétale et favorise le transfert de matière, libérant des composés bioactifs tels que les polyphénols, la quercétine et les antioxydants. Cela fait de la sonication une méthode privilégiée pour isoler les composés végétaux sensibles.
Quels sont les principaux avantages de l’extraction de quercétine par ultrasons ?
Les principaux avantages comprennent des rendements supérieurs, une extraction rapide en quelques minutes, des extraits de haute qualité obtenus par un procédé doux et non thermique, l’utilisation de solvants verts (eau, éthanol, méthanol, etc.), une utilisation simple et sûre, de faibles coûts d’investissement et d’exploitation, ainsi que la possibilité de fonctionner 24/7 en conditions intensives. Il s’agit également d’une méthode verte et respectueuse de l’environnement.
L’extraction par ultrasons est-elle reproductible et adaptée à l’échelle industrielle ?
Oui. Le contrôle précis des paramètres du procédé ultrasonore garantit la reproductibilité et la standardisation du procédé. Hielscher fournit des sonotrodes spéciales optimisées pour l’isolement délicat de substances actives de haute qualité, permettant le passage de l’échelle du laboratoire à l’échelle pilote, puis à la production industrielle.
À quels bienfaits pour la santé la quercétine est-elle associée ?
Les glycosides de quercétine (comme l’isoquercétine) et les flavonoïdes apparentés ont été décrits comme des agents antiviraux, antimicrobiens, anti-inflammatoires et antiallergiques pouvant avoir une influence positive sur différents types de cellules chez les animaux et les humains. La quercétine peut contribuer à réduire l’inflammation, à lutter contre les allergies, à soutenir la santé cardiaque, à combattre la douleur, à améliorer potentiellement l’endurance, à lutter contre le cancer et à protéger la santé de la peau et du foie.
Bibliographie/Références
- Sharifi, Niusha; Mahernia, Shabnam; Amanlou, Massoud (2017): Comparaison de différentes méthodes d’extraction de quercétine à partir de feuilles de Raphanus sativus L. Pharmaceutical Sciences, mars 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 de composés phénoliques à partir de feuilles de Justicia spicigera. Food Science and Biotechnology 27, 2018. 1093–1102.
- Wang, L., Li, Z., Huang, J. et al. (2022): Effet de l’extraction assistée par ultrasons de polyphénols à partir de pelures de pomme dans des systèmes eau–CO2. Food Bioprocessing Technology 15, 2022. 1157–1167.
- Lucas-González R., Viuda-Martos M., Pérez-Álvarez J.Á., Fernández-López J.(2024): Criblage des facteurs influençant l’extraction assistée par ultrasons de (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 de valeur à partir du fruit de Melia azedarach avec un solvant eutectique profond à base de glycérol et de chlorure de choline. Sustainable Chemistry and Pharmacy, Volume 29, 2022.