Extraction de terpène par ultrasons
Il a été prouvé que l'extraction ultrasonique du terpène donne des rendements élevés en oxyde de terpène caryophyllène, par exemple à partir du cannabis et du houblon. L'oxyde de caryophyllène est un terpène présent dans le cannabis, le houblon, le poivre, le basilic et le romarin. L'oxyde de terpène caryophyllène extrait est utilisé comme additif aromatisant et complément alimentaire.
Utilisation de l'oxyde de caryophyllène extrait
L'oxyde de caryophyllène se distingue par son odeur aromatique et son goût (c'est-à-dire les herbes). En raison de son odeur et de son goût aromatiques intenses, il est souvent utilisé comme additif aromatisant dans les aliments ainsi qu'en tant que composant de parfum. De plus, il a également la capacité de se lier aux récepteurs endocriniens CB2 du corps humain, ce qui en fait un composant pharmaceutique intéressant.
Extraction par ultrasons de l'oxyde de caryophyllène
L'extraction par ultrasons de l'oxyde de terpène caryophyllène est une excellente technique pour obtenir des rendements élevés, par exemple à partir de cannabis et du houblon. En savoir plus sur la cavitation acoustiquele principe actif de l'extraction par ultrasons !
Par exemple, l'oxyde de caryophyllène β a été extrait par ultrasons avec l'appareil à ultrasons. UP100H (100W, 30kHz) de bourgeons de houblon séchés.
Les données d'analyse GC montrent le rendement d'extraction de l'oxyde de β-caryophyllène, extrait avec la méthode de Hielscher. UP100H du houblon.
UP400St – Puissant processeur ultrasonique de 400W pour l'extraction du terpène avec agitateur
Analyse par chromatographie en phase gazeuse de l'extrait ultrasonique de houblon : β-caryophyllène oxyde, α-caryophyllène, α-caryophyllène, α-pinène, mycrène, limonène, α-caryophylène, et caryophyllène oxyde et autres.
En plus de l'oxyde de caryophyllène β, d'autres terpènes tels que α-caryophyllène, α-pinène, mycrène, limonène, et α-caryophylène entre autres ont été extraits avec succès.
Comment les terpènes sont-ils extraits des plantes à l'aide de l'ultrasonication par sonde ? Une instruction étape par étape !
- Tout d'abord, la matière végétale est broyée ou coupée en petits morceaux pour augmenter la surface d'extraction.
- La matière végétale est ensuite mélangée à un solvant (tel que l'éthanol ou l'eau) pour en extraire les terpènes.
- Des ultrasons de type sonde sont ensuite utilisés pour soutenir le processus d'extraction en appliquant à la boue des ondes ultrasonores de haute intensité et de basse fréquence d'environ 20 kHz. Cela provoque une cavitation acoustique et une vibration rapide du solvant, ce qui favorise la désintégration et la rupture des cellules végétales et la libération des terpènes.
- Le mélange est ensuite filtré pour séparer la matière végétale solide du liquide contenant les terpènes extraits.
- Le liquide est ensuite évaporé ou soumis à un traitement supplémentaire pour éliminer le solvant et concentrer les terpènes.
- Le produit final est un extrait riche en terpènes qui peut être utilisé dans diverses applications telles que les compléments alimentaires, les aliments fonctionnels et les cosmétiques.
Protocole d'extraction de terpène par ultrasons
Le houblon a été moulu avec un moulin à café conventionnel pour obtenir une granulométrie plus homogène de l'échantillon de houblon.
4,5 mg de houblon ont été mis dans un flacon, puis 5 ml d'éthanol ont été ajoutés. Le flacon a été placé dans un bécher avec de l'eau glacée pour dissiper la chaleur. Ensuite, l'échantillon a été soniqué à l'aide d'une sonde UP100Héquipé d'une sonotrode MS7, à une amplitude de 50% pendant 90 secondes.
Analyse par chromatographie en phase gazeuse de l'extrait ultrasonique de houblon :
La sonication assure un transfert de masse élevé entre la matrice cellulaire et le solvant, ce qui permet d'obtenir un très haut rendement d'extrait de haute qualité.
- extraits de terpène de haute qualité (pas de dégradation thermique)
- rendements élevés
- procédure rapide
- rapide RoI
- solvants plus doux
- moins d'utilisation de solvants
- sûr et facile à utiliser
- Faible entretien
- extraction de terpène verte et respectueuse de l'environnement
L'extraction par ultrasons du terpène est une méthode d'extraction verte qui permet d'accélérer considérablement le processus d'extraction du terpène tout en consommant moins d'énergie que les autres méthodes d'extraction classiques (c'est-à-dire le CO2 supercritique), Soxhlet etc.). D'autres avantages liés à l'utilisation de l'extraction par ultrasons des terpènes sont la facilité de manipulation de l'extracteur à ultrasons, la rapidité du processus, l'absence de déchets chimiques, un rendement élevé, respectueux de l'environnement, une qualité améliorée grâce à des conditions de traitement doux et la prévention de la dégradation thermique.
Extracteurs à ultrasons pour terpènes
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de l'appareil ultrasonique le mieux adapté à vos besoins d'extraction de terpène.
| lot Volume | Débit | Appareils recommandés |
|---|---|---|
| 10 à 2000mL | 20 à 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 20L | 00,2 à 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 à 100l | 2 à 10 L / min | UIP4000 |
| n / a. | 10 à 100 litres / min | UIP16000 |
| n / a. | plus grand | groupe de UIP16000 |
Homogénéisateurs ultrasoniques de haute puissance du laboratoire à l'échelle industrielle.
Littérature / Références
- Selvamuthukumaran, M.; Shi, J. (2017): Recent advances in extraction of antioxidants from plant by-products processing industries. Food Quality and Safety, 2017, 1, 61–81.
- Suslick, K.S. (1990): Sonochemistry. Science 23 Mar 1990: Vol. 247, Issue 4949, pp. 1439-1445
Qu'il faut savoir
Caryophyllène
Le caryophyllène ou (-)-β-caryophyllène, est un sesquiterpène bicyclique naturel que l'on retrouve dans plusieurs huiles essentielles. Les herbes suivantes sont connues comme étant une bonne source de caryophyllène : cannabischanvre (Cannabis sativa), cumin noir (Carum nigrum), clou de girofle (Syzygium aromaticum), houblon (Humulus lupulus), basilic (Ocimum spp.), origan (Origanum vulgare), poivre noir (Piper nigrum)Le caryophyllène est un phytocannabinoïde ayant une forte affinité pour les récepteurs cannabinoïdes de type 2 (CB 2), mais non pour les récepteurs cannabinoïdes de type 1 (CB 1).
Oxyde de caryophyllène
L'oxyde de caryophyllène (également appelé oxyde de caryophyllène β) est le dérivé d'oxydation du caryophyllène β et est une poudre solide cristalline blanche avec un point de fusion d'environ 62°C.
Il est apprécié pour ses effets anti-inflammatoires, anesthésiques locaux et antioxydants. Les premières recherches suggèrent que l'oxyde de caryophyllène pourrait aussi être un médicament potentiel pour le traitement du cancer. L'oxyde de caryophyllène fait partie du cycle cyclobutane, qui est déjà utilisé dans la recherche médicale afin de synthétiser le carboplatine, un médicament de chimiothérapie largement utilisé.
L'oxyde de caryophyllène, dans lequel l'oléfine du caryophyllène est devenue un époxyde, est un composant approuvé pour l'aromatisation alimentaire.
Le β-caryophyllène et le β-caryophyllène oxyde présentent tous deux une faible solubilité dans l'eau, ce qui empêche leur absorption par la cellule. Pour utiliser ces sesquiterpènes comme médicaments ou compléments nutritionnels, l'encapsulation en liposomes surmonter la faible solubilité de ces sesquiterpènes dans les fluides aqueux et assurer leur biodisponibilité et leur bioactivité. Cliquez ici pour en savoir plus sur l'encapsulation ultrasonique des composés bioactifs !
Oxyde de caryophyllène dans le cannabis
Dans la plante de cannabis sativa, l'oxyde de caryophyllène se trouve sous forme de sesquiterpène, qui se compose de trois unités isoprène. L'oxyde de caryophyllène est l'un des terpènes les plus gros et les plus abondants de la plante de cannabis et est responsable de l'arôme et de l'odeur caractéristiques du cannabis. L'extraction par ultrasons est appliquée avec succès à la production de huiles cannabidiol à spectre completde sorte que l'effet d'entourage des multiples composés soit donné.
Cavitation ultrasonique pour l'extraction
Lorsque des ondes ultrasonores de forte puissance sont introduites dans un liquide, des cycles de compression et d'expansion (raréfaction) se produisent dans le liquide. Lors de la raréfaction, des vides ou bulles de cavitation sont générés dans un liquide. Ces bulles de cavitation, qui sont de minuscules bulles de vide, se produisent lorsque la pression négative s'exerce, de sorte que la résistance à la traction locale du liquide est dépassée. Les bulles de vide se développent sur plusieurs cycles de compression / raréfaction jusqu'à ce qu'elles ne puissent plus absorber plus d'énergie et que la bulle de cavitation subisse un effondrement implosif. Ce phénomène est connu sous le nom de cavitation. Selon les recherches du professeur Suslick (1990), dans les bulles de cavitation prévalent des conditions extrêmes avec des températures allant jusqu'à 5000 K, des pressions de 1000 atmosphère, des vitesses de chauffage-refroidissement supérieures à 1010 K/s et des jets liquides jusqu'à 280 m/s, qui apparaissent comme des forces de cisaillement très élevées et des turbulences dans la zone de cavitation. La combinaison de ces facteurs (pression, chaleur, cisaillement et turbulence) est utilisée pour accélérer le transfert de masse dans le processus d'extraction. De plus, ces conditions locales sont également utilisées dans les procédés ultrasoniques, tels que l'homogénéisation, l'émulsification ou la dispersion.
L'extraction par ultrasons est basée sur la cavitation acoustique et ses forces de cisaillement hydrodynamiques.
Extraction ultrasonique de terpènes
Le principe de l'extraction par ultrasons est basé sur deux effets, qui se produisent lorsque des ondes ultrasonores de forte puissance sont couplées dans un liquide ou une boue :
Tout d'abord, le solvant (milieu liquide environnant) est poussé dans la matrice cellulaire. En fonction de l'amplitude et de la force de cavitation, la paroi cellulaire est perforée ou perturbée par la pression du liquide.
Deuxièmement, pendant le cycle de raréfaction, le contenu de la cellule (c'est-à-dire le matériel intracellulaire) est évacué de la cellule interne. Après l'extraction par ultrasons, les composés visés se trouvent dans le solvant et peuvent être séparés du solvant (par exemple par évaporation du solvant) de sorte qu'un extrait pur soit finalement obtenu.
La composition de la matière première (telle que la teneur en humidité, le degré de macération / broyage et la taille des particules, ainsi que le solvant choisi sont des facteurs très importants afin d'obtenir un procédé d'extraction par ultrasons efficace et efficient. Les paramètres du processus ultrasonique sont également essentiels : l'amplitude, la pression, la température et le temps de sonication doivent être établis et optimisés pour obtenir les meilleurs résultats.