Extraction d’ail par ultrasons sans solvant

L’ail (Allium sativum) est riche en composés organosulfurés (p. ex. allicine, glutathion), qui procurent de nombreux bienfaits pour la santé. L’extraction par ultrasons est une technique fiable et efficace pour produire des extraits d’ail fortement concentrés. La sonication permet d’obtenir des rendements élevés en extraits de haute qualité à spectre complet, avec un temps d’extraction très court.

Des extraits d’ail de qualité supérieure grâce à l’extraction par ultrasons

L’utilisation d’un sonicateur à sonde pour extraire l’allicine et les composés organosulfurés de l’ail présente plusieurs avantages, notamment des rendements élevés et une haute qualité de l’extrait d’ail, un traitement rapide et une approche sans solvant, respectueuse de l’environnement. Ensemble, ces facteurs contribuent à la production d’extraits d’ail de haute qualité, présentant une bioactivité accrue et une composition constante, ce qui en fait la méthode privilégiée des chercheurs et des industriels à la recherche de produits haut de gamme dérivés de l’ail.
Nous détaillons ci-dessous les effets bénéfiques de l’extraction d’ail assistée par ultrasons :

• Premièrement, un sonicateur à sonde utilise des ondes ultrasonores, transmises au milieu d’extraction par une sonde en titane appelée sonotrode. L’énergie mécanique des ondes ultrasonores génère des bulles de cavitation dans le liquide, qui s’effondrent rapidement. Ce processus provoque d’intenses microturbulences locales ainsi que des variations de pression et de température. Ces forces favorisent la rupture des parois cellulaires de l’ail. Cette rupture facilite la libération de l’allicine et des autres composés organosulfurés emprisonnés dans les cellules, permettant ainsi une extraction efficace.
• Deuxièmement, le caractère contrôlé et précis de la sonication à sonde permet de personnaliser le processus d’extraction. Les producteurs d’extraits comme les chercheurs peuvent ajuster des paramètres tels que la durée de sonication, l’amplitude et la température afin d’optimiser les conditions d’extraction, maximisant ainsi le rendement en allicine et en composés organosulfurés tout en minimisant la dégradation des composés sensibles. Ce niveau de contrôle est essentiel pour obtenir des extraits de haute qualité dont la composition et l’activité sont constantes.
• De plus, le processus de sonication est relativement rapide par rapport aux méthodes d’extraction traditionnelles telles que la macération ou l’extraction Soxhlet. Cette efficacité permet de gagner du temps tout en contribuant à préserver la fraîcheur et la bioactivité des composés extraits. La durée d’extraction plus courte réduit l’exposition de l’extrait d’ail à la chaleur et à l’oxygène, qui peuvent dégrader les composés organosulfurés sensibles.
• En outre, l’extraction par ultrasons est compatible avec tout solvant, y compris des solvants doux et respectueux de l’environnement tels que l’eau, l’éthanol aqueux ou l’alcool. Cela est particulièrement important lorsque l’extrait d’ail est destiné à être utilisé comme additif alimentaire, arôme, complément alimentaire, nutraceutique ou produit pharmaceutique, pour lesquels le risque de contamination par des solvants ou d’autres substances chimiques doit être évité afin de garantir la pureté et la sécurité du produit final.

Extraction d’allicine par ultrasons en milieu aqueux

L’allicine est la molécule de thiosulfinate la plus abondante dans l’extrait d’ail. Elle présente des effets antibactériens, antiviraux, antifongiques, antiprotozoaires, anticancéreux et hypoglycémiants, et est également connue pour soutenir la santé cardiovasculaire et le système immunitaire. Les activités pharmacologiques de l’ail sont principalement liées aux réactions d’échange thiol-disulfure avec les protéines contenant des groupes thiol.
Pour produire des extraits d’ail fortement concentrés et riches en composés organosulfurés, l’extraction par ultrasons est une technique fiable et efficace permettant d’isoler les thiols et d’autres substances bioactives de l’ail. La sonication libère les thiols de l’intérieur des cellules de l’ail et permet de préparer un extrait à spectre complet des biomolécules de l’ail. Pour l’extraction de l’ail par ultrasons, l’eau peut être utilisée comme solvant non toxique, peu coûteux et respectueux de l’environnement.
 

Coupe transversale d’une gousse d’ail avant et après sonication
étude et images de Bose et al. 2014

Protocoles d’extraction d’allicine par ultrasons

Plusieurs protocoles ont été établis pour l’extraction de l’ail par ultrasons. Dans des études scientifiques, plusieurs équipes de recherche ont démontré que la sonication permet d’obtenir des rendements élevés en allicine, en alliine, en composés organosulfurés et en autres composés phytochimiques de l’ail.
Arzanlou et al. (2010) rapportent l’extraction d’allicine par ultrasons à partir de gousses d’ail, en utilisant l’eau comme solvant. Ils ont utilisé 20g de gousses d’ail écrasées manuellement. Ils ont soumis l’ail macéré à une sonication dans 600mL d’eau distillée pendant 5 min, à l’aide du Hielscher UP200S (200watts) à une amplitude de 100 %. Un bain de glace a été utilisé pour dissiper la chaleur. Après l’extraction par ultrasons, la purée d’ail a été pressée à travers une étamine à cinq couches. La suspension a été transférée dans un tube de 50mL et centrifugée à 1258g, à 4ºC, pendant 20 min afin de séparer les débris restants du liquide. Le surnageant a été transféré dans un tube stérile de 50mL, qui a été fermé hermétiquement pour le stockage.

Bose et al. (2014) ont comparé l’extraction par ultrasons à sonde à la macération traditionnelle, à la sonication en bain et à l’extraction par micro-ondes. Les résultats ont montré que l’extraction par ultrasons à sonde donnait les rendements les plus élevés en allicine.

Ismail et al. (2014) rapportent l’extraction efficace par ultrasons de biomolécules soufrées, la cystéine et le glutathion, à partir de bulbes d’ail. Ils ont appliqué l’extraction par ultrasons en milieu aqueux pour extraire les thiols des bulbes d’ail à l’aide d’un UP100H réglé à une amplitude de 100%. Ils ont constaté que la concentration optimale en ail était de 10% (w/v) pour une extraction dans un bécher ouvert. La quantification des thiols a été réalisée par la méthode du réactif d’Ellman. Ils ont obtenu un rendement d’extraction de 0,170mM de thiols. Les chercheurs concluent que l’extraction par ultrasons en milieu aqueux est une méthode simple, sûre et économique pour isoler les thiols de l’ail.
 
 

Sonicateurs haute performance pour l’extraction d’ail

Les systèmes d’extraction de Hielscher Ultrasonics sont utilisés dans le monde entier dans les industries alimentaire et pharmaceutique pour la production commerciale d’extraits végétaux de haute qualité destinés à servir d’additifs alimentaires, de compléments alimentaires et de produits thérapeutiques. Que votre objectif soit de produire de petits lots d’extraits d’ail ou de traiter de grandes quantités d’extraits végétaux de haute qualité, Hielscher Ultrasonics dispose de l’extracteur à ultrasons idéal pour vous.

Avantages concurrentiels de l’extraction par ultrasons

Les principaux avantages de l’extraction par ultrasons de composés bioactifs à partir de matières végétales telles que l’ail comprennent une réduction significative du temps d’extraction et de traitement, son caractère respectueux de l’environnement grâce à l’extraction en milieu aqueux ou à une utilisation réduite de solvants et à des émissions négligeables de CO₂, la faible consommation d’énergie, ainsi que l’utilisation simple et sûre des systèmes à ultrasons.

Standardisation des procédés avec Hielscher Ultrasonics

Les extraits utilisés dans les aliments ou les produits pharmaceutiques doivent être produits conformément aux bonnes pratiques de fabrication (GMP) et selon des spécifications de traitement standardisées. Les sonicateurs numériques de Hielscher Ultrasonics sont équipés d’un logiciel intelligent qui facilite le réglage et le contrôle précis du processus de sonication. L’enregistrement automatique des données consigne tous les paramètres du procédé ultrasonore, tels que l’énergie ultrasonore (énergie totale et nette), l’amplitude, la température et la pression (lorsque des capteurs de température et de pression sont installés), avec la date et l’heure, sur la carte SD intégrée. Cela vous permet d’examiner chaque lot traité par ultrasons. La reproductibilité et une qualité de produit constamment élevée sont ainsi assurées. La robustesse de tous les sonicateurs Hielscher permet un fonctionnement 24/7 en service intensif et dans des environnements exigeants.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos appareils à ultrasons :