Extraction de terpènes par ultrasons
Il a été prouvé que l'extraction ultrasonique des terpènes permet d'obtenir des rendements élevés en oxyde de 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. En tant que composé actif, l'oxyde de caryophyllène terpénique extrait est utilisé comme additif aromatique et comme complément de santé.
Utilisation de l'oxyde de caryophyllène extrait
L'oxyde de caryophyllène se distingue par son odeur et son goût aromatiques (c'est-à-dire les herbes). En raison de son odeur et de son goût aromatiques intenses, il est souvent utilisé comme additif aromatique dans les aliments et comme composant de parfum. En outre, il a la capacité de se lier aux récepteurs endocriniens CB2 dans le corps humain, ce qui en fait un composant pharmaceutique intéressant.
Extraction ultrasonique de l'oxyde de caryophyllène
L'extraction par ultrasons de l'oxyde de caryophyllène est une excellente technique pour obtenir des rendements élevés, par exemple à partir de l'oxyde de caryophyllène. le cannabis et du houblon. En savoir plus sur la cavitation acoustiqueLe principe actif de l'extraction par ultrasons !
Par exemple, l'oxyde de β-caryophyllène a été extrait par ultrasons à l'aide de l'appareil à ultrasons. UP100H (100W, 30kHz) à partir de bourgeons de houblon séchés.
Les données de l'analyse GC montrent le rendement d'extraction de l'oxyde de β-caryophyllène, extrait à l'aide de la méthode de Hielscher. UP100H du houblon.
UP400St – Processeur à ultrasons puissant de 400 W pour l'extraction de terpènes avec agitateur
Analyse par chromatographie en phase gazeuse de l'extrait de houblon ultrasonique : oxyde de β-caryophyllène, α-caryophyllène, α-pinène, mycrène, limonène, α-caryophylène et oxyde de caryophyllène et autres.
Outre l'oxyde de β-caryophyllène, d'autres terpènes tels que l'α-caryophyllène, l'α-pinène, le mycrène, le limonène et l'α-caryophylène, entre autres, ont été extraits avec succès.
Comment les terpènes sont-ils extraits des plantes à l'aide d'une sonde à ultrasons ? Une instruction pas à pas !
- Tout d'abord, le matériel végétal est broyé ou haché en petits morceaux afin d'augmenter la surface d'extraction.
- Le matériel végétal est ensuite mélangé à un solvant (comme l'éthanol ou l'eau) pour en extraire les terpènes.
- On utilise ensuite des ultrasons de type sonde pour soutenir le processus d'extraction en appliquant des ondes ultrasonores de haute intensité et de basse fréquence (environ 20 kHz) à la boue. 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 ultrasonique des terpènes
Le houblon a été broyé à l'aide d'un moulin à café classique afin d'obtenir une granulométrie plus homogène de l'échantillon de houblon.
4,5 mg de houblon ont été placés dans une fiole, puis 5 ml d'éthanol ont été ajoutés. La fiole a été placée dans un bécher contenant de l'eau glacée pour dissiper la chaleur. Ensuite, l'échantillon a été soumis à une sonication à l'aide d'un 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 rendement très élevé d'extraits de haute qualité.
- extraits terpéniques de haute qualité (pas de dégradation thermique)
- des rendements élevés
- procédure rapide
- Un retour sur investissement rapide
- solvants plus doux
- moins d'utilisation de solvants
- Sûr et facile à utiliser
- peu d'entretien
- extraction de terpènes verte et respectueuse de l'environnement
L'extraction ultrasonique des terpènes est une méthode d'extraction écologique qui permet d'accélérer considérablement la procédure d'extraction des terpènes tout en nécessitant moins d'énergie que d'autres méthodes d'extraction conventionnelles (par exemple, le CO2 supercritique), Soxhlet etc.) Les autres avantages liés à l'utilisation de l'extraction ultrasonique des terpènes sont la facilité de manipulation de l'extracteur ultrasonique, la rapidité du processus, l'absence de déchets chimiques, le rendement élevé, le respect de l'environnement, l'amélioration de la qualité grâce à des conditions de traitement douces et la prévention de la dégradation thermique.
Extracteurs ultrasoniques pour les terpènes
Le tableau ci-dessous vous donne une indication sur l'appareil à ultrasons qui pourrait être le plus adapté à vos besoins en matière d'extraction de terpènes.
| Volume du lot | Débit | Dispositifs recommandés |
|---|---|---|
| 10 à 2000mL | 20 à 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 à 20L | 0.2 à 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 à 100L | 2 à 10L/min | UIP4000 |
| n.d. | 10 à 100L/min | UIP16000 |
| n.d. | plus grande | groupe de UIP16000 |
Homogénéisateurs ultrasoniques de grande 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 trouve dans de nombreuses huiles essentielles. Les plantes suivantes sont connues pour être une bonne source de caryophyllène : le cannabischanvre (Cannabis sativa), carvi noir (Carum nigrum), clou de girofle (Syzygium aromaticum), houblon (Humulus lupulus), basilic (Ocimum spp.), origan (Origanum vulgare), poivre noir (Piper nigrum)L'huile de copaiba (Copaifera spp.), de lavande (Lavandula angustifolia), de romarin (Rosmarinus officinali) et de copaiba (Copaifera spp.). Le β-caryophyllène est un phytocannabinoïde ayant une forte affinité avec le récepteur cannabinoïde de type 2 (CB 2), mais pas avec le récepteur cannabinoïde de type 1 (CB 1).
oxyde de caryophyllène
L'oxyde de caryophyllène (ou oxyde de β-caryophyllène) est le dérivé d'oxydation du β-caryophyllène. Il s'agit d'une poudre solide cristalline blanche dont le point de fusion est 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 également être un médicament potentiel pour le traitement du cancer. L'oxyde de caryophyllène fait partie de l'anneau cyclobutane, qui est déjà utilisé dans la recherche médicale pour synthétiser le carboplatine, un médicament chimiothérapeutique très répandu.
L'oxyde de caryophyllène, dans lequel l'oléfine du caryophyllène est devenue un époxyde, est un composant approuvé pour les arômes alimentaires.
Le β-caryophyllène et l'oxyde de β-caryophyllène présentent tous deux une faible hydrosolubilité, ce qui entrave leur absorption par la cellule. Pour utiliser ces sesquiterpènes comme médicaments ou suppléments nutritionnels, l'encapsulation dans de l'eau ou de la vapeur d'eau est nécessaire. liposomes surmonter la faible solubilité de ces sesquiterpènes dans les fluides aqueux et garantir la biodisponibilité et la bioactivité. Cliquez ici pour en savoir plus sur l'encapsulation ultrasonique de composés bioactifs !
L'oxyde de caryophyllène dans le cannabis
Dans la plante de cannabis sativa, l'oxyde de caryophyllène se présente sous la forme d'un sesquiterpène, composé de trois unités d'isoprène. L'oxyde de caryophyllène est l'un des terpènes les plus importants et les plus abondants dans la plante de cannabis et il est responsable de l'arôme et de l'odeur caractéristiques du cannabis. L'extraction par ultrasons est utilisée avec succès pour produire des huiles de cannabidiol à spectre completde sorte que l'effet d'entourage des composés du collecteur est 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 fluide. Pendant la raréfaction, des vides ou des bulles de cavitation sont générés dans le liquide. Ces bulles de cavitation, qui sont de minuscules bulles de vide, apparaissent lorsqu'une pression négative est exercée, de sorte que la résistance locale à la traction 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 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), les bulles de cavitation sont soumises à des conditions extrêmes avec des températures allant jusqu'à 5000 K, des pressions de 1000 atmosphères, des taux de chauffage et de refroidissement supérieurs à 1010 K/s et des jets de liquides d'une vitesse allant jusqu'à 280 m/s, qui se traduisent par une force de cisaillement et des turbulences très élevées dans la zone de cavitation. La combinaison de ces facteurs (pression, chaleur, cisaillement et turbulences) est utilisée pour accélérer le transfert de masse dans le processus d'extraction. En outre, ces conditions locales sont également utilisées dans les processus 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 repose sur deux effets, qui se produisent lorsque des ondes ultrasonores de forte puissance sont couplées à un liquide ou à 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 la cavitation, la paroi cellulaire est perforée ou rompue 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 ciblés se trouvent dans le solvant et peuvent être séparés du solvant (par exemple par évaporation du solvant), ce qui permet d'obtenir un extrait pur.
La composition de la matière première (teneur en humidité, degré de macération/broyage et taille des particules) et le solvant choisi sont des facteurs très importants pour obtenir un processus d'extraction par ultrasons efficace. Les paramètres du procédé ultrasonique sont également essentiels : l'amplitude, la pression, la température et la durée de sonication doivent être établies et optimisées pour obtenir les meilleurs résultats.