La rapidité de l'ultrasonication surpasse celle des autres méthodes d'extraction
La rapidité de la procédure d'extraction par ultrasons et le gain de temps qui en résulte dans la production d'extraits sont l'un des nombreux avantages de l'extraction par ultrasons des composés bioactifs des plantes. L'extraction par ultrasons a été scientifiquement comparée à d'autres techniques d'extraction telles que l'extraction au CO2 supercritique, la macération, le reflux thermique, le Soxhlet ou l'extraction par micro-ondes. Les résultats de la recherche prouvent l'avantage significatif de l'ultrasonication en termes de vitesse et de rendement d'extraction.
L'ultrasonication comme procédure d'extraction rapide
L'extraction par ultrasons de composés bioactifs est bien connue pour ses rendements élevés, ses extraits de haute qualité, son temps d'extraction court, sa faible consommation d'énergie et sa capacité à travailler avec des solvants très doux. Tous ces facteurs contribuent à l'extraordinaire efficacité globale de l'extraction par ultrasons des constituants bioactifs des matières végétales.
Vous trouverez ci-dessous une sélection de rapports de recherche scientifique, dans lesquels l'extraction par ultrasons (également appelée extraction assistée par ultrasons / UAE) ont été comparées à d'autres techniques d'extraction telles que la macération, le Soxhlet, le reflux thermique, le CO2et l'extraction par micro-ondes.
ultrasonateur UP400St pour l'extraction à grande vitesse de plantes médicinales en mode batch
| Application d'extraction | Temps d'extraction par ultrasons | Durée de la méthode d'extraction alternative | Informations complémentaires | Source : |
|---|---|---|---|---|
| Extraction des anthocyanes des baies de myrte | 5 min | 15 min micro-ondes |
ultrasoniseur UP200S | Gonzalez et al., 2019 |
| Extraction des feuilles de Boldo | 5-30 min | 15-90 min Macération |
ultrasoniseur UIP1000hdT "On constate que de 5 à 30 min de sonication, le rendement est équivalent à celui de la macération classique de 15 à 90 min : UAE nécessite un tiers du temps pour extraire la matière soluble des feuilles lors d'une macération conventionnelle." |
Petigny et al., 2013 |
| Extraction des phénols totaux et des flavonoïdes de la sauge | 11 min | 30 minutes extraction conventionnelle avec bain-marie agité à 60ºC |
Extracteurs à ultrasons UP100H, UP400S |
Dent et al., 2015 |
| Extraction des polyphénols de la feuille d'olivier | 21 min | 60min extraction conventionnelle par thermoreflux |
ultrasoniseur UP400S | Dobrinčić et al., 2020 |
| Extraction de substances phénoliques bioactives des feuilles de Malva sylvestris | 49 min 48°C à 110W |
5 h extraction sur lit agité à 150 rpm |
ultrasoniseur UP200S L'analyse HPLC a révélé que la concentration de substances phénoliques bioactives a augmenté de manière significative (p≺0,05) sous le régime optimal. UAE conditions. |
Bimakr et al., 2017 |
| Extraction des lipides des graines de melon d'hiver (Benincasa hispida) | ∼36 min | Extraction au dioxyde de carbone supercritique combinée à la technique de l'alternance de pression (SCE-PST) (∼50 min), le CO supercritique2 (∼97 min), et l'extraction conventionnelle par Soxhlet (∼360 min) | comparaison du dioxyde de carbone supercritique (sCO2), l'extraction assistée par ultrasons (UAE), l'extraction au dioxyde de carbone supercritique combinée à la technique de l'alternance de pression (SCE-PST) et l'extraction Soxhlet montre que l'UAE est la technique d'extraction la plus efficace et la plus rapide. | Bimakr et al. (2015) |
comparaison du dioxyde de carbone supercritique (sCO2), l'extraction assistée par ultrasons (UAE), l'extraction au dioxyde de carbone supercritique combinée à la technique de l'alternance de pression (SCE-PST) et l'extraction Soxhlet montre que UAE est la technique d'extraction la plus efficace et la plus rapide.
- Haute efficacité d'extraction
- Rendements d'extraction supérieurs
- processus rapide
- Basses températures
- Convient pour extraire les composés thermolabiles
- Compatible avec tous les solvants
- Faible consommation d'énergie
- Technique d'extraction verte
- Facile à utiliser et sûr
- Faibles coûts d'investissement et d'exploitation
- Fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, sous charge lourde
Extracteurs ultrasoniques à haute performance pour l'isolement express de composés
Les équipements ultrasoniques de pointe de Hielscher permettent une extraction rapide de biomolécules de haute qualité à partir de plantes. Le contrôle total des paramètres du processus tels que l'amplitude, la température, la pression et l'apport d'énergie permet d'obtenir les conditions d'extraction les plus efficaces et les plus douces pour produire des extraits non endommagés et hautement bioactifs. L'optimisation des paramètres d'extraction par ultrasons, tels que la taille des particules de la matière première, le type de solvant, le rapport solide/solvant et le temps d'extraction, permet d'obtenir la plus grande efficacité et les meilleurs résultats globaux. L'extraction par ultrasons étant une méthode d'extraction non thermique, la dégradation thermique des ingrédients bioactifs peut être évitée, ce qui permet d'obtenir des extraits de qualité supérieure.
Globalement, les avantages tels que le rendement élevé, le temps d'extraction court, la faible température d'extraction et les besoins réduits en solvants font de la sonication la méthode d'extraction privilégiée.
L'ultrasoniction l'emporte sur le micro-ondes dans l'extraction des anthocyanes des baies de myrte. La sonication est trois fois plus rapide que l'extraction par micro-ondes.
La comparaison entre l'extraction par ultrasons et l'extraction conventionnelle avec un agitateur à bain d'eau montre une réduction significative du temps d'extraction des phénols totaux et des flavonoïdes de la sauge lorsque l'extraction par ultrasons est utilisée. L'extraction par ultrasons ne nécessite qu'un tiers du temps d'extraction avec un agitateur à bain-marie.
Extraction par ultrasons : Établie en laboratoire et dans l'industrie
L'extraction par ultrasons est largement appliquée pour l'extraction de tout type de composé bioactif à partir de plantes, de champignons, d'algues, de bactéries et de cellules de mammifères. L'extraction par ultrasons s'est avérée être une méthode simple, rentable et très efficace qui surpasse les autres techniques d'extraction traditionnelles par des rendements d'extraction plus élevés et une durée de traitement plus courte.
Avec des systèmes à ultrasons de laboratoire, de paillasse et entièrement industriels facilement disponibles, l'extraction par ultrasons est aujourd'hui une technologie bien établie et fiable. Les extracteurs à ultrasons Hielscher sont installés dans le monde entier dans des installations de traitement industriel pour la production de composés bioactifs de qualité alimentaire et pharmaceutique.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicators:
| lot Volume | Débit | Appareils recommandés |
|---|---|---|
| 1 à 500 ml | 10 à 200 ml / min | UP100H |
| 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 | UIP4000hdT |
| n / a. | 10 à 100 litres / min | UIP16000 |
| n / a. | plus grand | groupe de UIP16000 |
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Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs ultrasoniques à haute performance pour des applications de mélange, de dispersion, d'émulsification et d'extraction à l'échelle du laboratoire, du pilote et de l'industrie.
Littérature / Références
- Bimakr, Mandana; Ganjloo, Ali; Zarringhalami, Soheila; Ansarian, Elham (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 26(6); 2017.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Bimakr, Mandana; Abdul Rahman, Russly; Ganjloo, Ali; Taip, Farah; Mohd Adzahan, Noranizan; Sarker, Md Zaidul (2016): Characterization of Valuable Compounds from Winter Melon (Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.) Seeds Using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Combined with Pressure Swing Technique. Food and Bioprocess Technology 9, 2016. 396-406.
- Bimakr, Mandana, Russly Abdul Rahman, Farah Saleena Taip, Noranizan Mohd Adzahan, Md. Zaidul Islam Sarker, Ali Ganjloo (2012): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Crude Oil from Winter Melon (Benincasa hispida) Seed Using Response Surface Methodology and Evaluation of Its Antioxidant Activity, Total Phenolic Content and Fatty Acid Composition. Molecules 17, No. 10, 2012 11748-11762.
- González de Peredo; Ana V., Vázquez-Espinosa, Mercedes; Espada-Bellido, Estrella; Ferreiro-González, Marta; Amores-Arrocha, Antonio; Palma, Miguel; Barbero, Gerardo; Jiménez-Cantizano, Ana (2019): Alternative Ultrasound-Assisted Method for the Extraction of the Bioactive Compounds Present in Myrtle (Myrtus communis L.). Molecules. 2019 Mar 2;24(5):882.
- Dent, Maja; Verica, Dragović-Uzelac; Garofulić, Ivona; Bosiljkov, Tomislav; Ježek, Damir; Brncic, Mladen (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 29 (3), 2015.
- Dobrinčić, Ana; Maja Repajić, Ivona E. Garofulić, Lucija Tuđen, Verica Dragović-Uzelac; Branka Levaj (2020): Comparison of Different Extraction Methods for the Recovery of Olive Leaves Polyphenols. Processes 8, no. 9, 2020.
Qu'il faut savoir
Principe de fonctionnement de l'extraction par ultrasons
L'extraction par ultrasons est une méthode largement utilisée pour isoler et séparer les composants bioactifs des matières végétales. La sonication étant compatible avec tout type de solvant, la procédure d'extraction par ultrasons peut être conçue de manière optimale en fonction des composés bioactifs (c'est-à-dire les composés ciblés), de leur polarité, de leur solubilité, de leur thermosensibilité et d'autres facteurs. En adaptant le processus de sonication spécifiquement à un certain composé ou à plusieurs composés, la configuration la plus idéale peut être choisie afin d'obtenir un extrait de qualité extraordinairement élevée.
Les ondes ultrasonores couplées à un liquide ou à une boue créent des vibrations intenses et une cavitation acoustique. La cavitation acoustique ou ultrasonique est déterminée par des différences de pression extrêmement élevées, des forces de cisaillement et des jets de liquide qui se produisent localement. Ces forces brisent les parois cellulaires, perturbent les cellules végétales et intensifient le transfert de masse entre l'intérieur des cellules et le solvant. Ainsi, les ingrédients bioactifs sont libérés efficacement dans le solvant environnant, à partir duquel les molécules cibles peuvent être facilement isolées et purifiées (par exemple, par évaporation au rotor, distillation à la vapeur ou HPLC).
Extraction par ultrasons de cellules végétales : la coupe transversale microscopique (TS) montre le mécanisme d'action lors de l'extraction par ultrasons de cellules (grossissement 2000x)
[Source : Vilkhu et al. 2011].
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