Influence des conditions d’extraction sur la récupération assistée par ultrasons des composés phénoliques bioactifs du marc de bleuet et leur activité antioxydante

Citation

Bamba, B.S.B., Shi, J., Tranchant, C.C., Xue, S.J., Forney, C.F., Lim, L.T. (2018). Influence of extraction conditions on ultrasound-assisted recovery of bioactive phenolics from blueberry pomace and their antioxidant activity. Molecules, [online] 23(7), http://dx.doi.org/10.3390/molecules23071685

Résumé en langage clair

Les baies comme les bleuets (Vaccinium section Cyanococcus spp.) contiennent des composés phénoliques abondants, dont des anthocyanes (dérivé d’anthocyanidines ayant subi une glycosylation), des flavonols et des acides chlorogéniques, qui se trouvent principalement dans la peau des baies. Certains de ces composés sont des pigments qui confèrent aux fruits des couleurs agréables et caractéristiques. Les baies peuvent être transformées en jus, en vin, en confiture et en marmelade, notamment. La transformation des baies génère de grandes quantités de marc, qui est constitué de peau, de graines et d’un peu de chair. La chair des baies contient environ 10 % des polyphénols totaux, tandis que la peau et les graines en contiennent respectivement 28 à 35 % et 60 à 70 %, ce qui fait des sous-produits de la transformation des baies une excellente source de polyphénols. Selon Struck et coll., après l'extraction du jus des baies, on se retrouve avec environ 20 à 30 % des fruits sous forme de marc. La production de bleuets au Canada, deuxième producteur mondial de bleuets après les États-Unis, a atteint 176 641 tonnes en 2017, et une partie de cette production est consommée fraîche et l'autre partie, transformée. Ainsi, le marc de bleuet provenant de la transformation des aliments entraîne des pertes considérables de polyphénols et d’autres composés phytochimiques bioactifs de valeur s’ils ne sont pas récupérés. L’extraction de ces composés du marc en vue d’une utilisation ultérieure dans des aliments, des produits pharmaceutiques ou des produits de chimie fine à des fins de soins de santé et de mode de vie est considérée comme la meilleure approche pour une valorisation maximale de ce sous-produit. Pour des raisons de sécurité et de durabilité environnementale et économique, des procédés écologiques ou respectueux de l’environnement sont mis au point à l’aide de diverses méthodes telles que l’extraction assistée par micro-ondes, l’extraction par fluide supercritique, l’extraction accélérée par solvant, l’extraction assistée par des enzymatique et l’extraction assistée par ultrasons (EAUS). Leurs principaux avantages comprennent des temps d’extraction plus courts, une consommation d’énergie réduite, moins de répercussions sur l’environnement, une salubrité accrue ainsi qu’une innovation et une compétitivité accrues, tous ces facteurs contribuant à améliorer la durabilité de la chaîne de valeur qui fournit les extraits. Dans ce contexte, l’EAUS est une méthode particulièrement intéressante en raison de son efficacité d’extraction, de son économie d’énergie et de l’utilisation de températures modérées, ce qui est avantageux pour les composés sensibles à la chaleur. Elle est donc largement utilisée pour extraire des composés bioactifs de matières végétales. Le principal inconvénient de l’EAUS est l’utilisation inévitable de solvants organiques dans certaines applications, mais l’équipement est plus simple et le coût global est inférieur à celui de l’extraction au CO2 supercritique qui n’utilise pas de solvant organique. Néanmoins, cette limitation peut être surmontée en utilisant l’éthanol comme solvant de l'EAUS, car il est sans danger pour les systèmes alimentaires, il est complètement biodégradable, disponible sous une forme très pure et à faible prix. Plusieurs paramètres de l'EAUS influent sur la qualité des extraits. Parmi ceux-ci, le temps de sonication, la température, la composition du solvant, le ratio solide/solvant, la taille des particules de la matière première, les paramètres de la matrice ainsi que l'émission des ultrasons (puissance, fréquence) peuvent influer sur la quantité, la composition et les propriétés biochimiques des extraits.

Résumé

© 2018 par les auteurs. L’augmentation des maladies chroniques liées à l’alimentation a incité à rechercher des composés favorisant la santé et des méthodes permettant d’assurer leur qualité. Le marc de bleuet est une source riche mais sous-utilisée de polyphénols bioactifs. Pour ces molécules bioactives de grande valeur, l’extraction assistée par ultrasons (EAUS) est une solution de rechange intéressante et écologique aux techniques d’extraction classiques pour améliorer la pureté et le rendement. La présente étude visait à évaluer l’effet des paramètres de l'EAUS (temps de sonication, composition du solvant, rapport solide/liquide, pH et température) sur la récupération des composés phénoliques du marc de bleuet et l’activité antioxydante des extraits. Nous avons analysé la teneur de tous les composés phénoliques, de tous les flavonoïdes et de toutes les anthocyanes (CPT, FT et AT) ainsi que l’activité de piégeage du radical libre 2,2-diphényl-1-picrylhydrazyle ( DPPH). L’EAUS dans un mélange éthanol/eau à 50 % s’est révélée la plus efficace, et ayant les rendements les plus élevés : CPT (22,33 mg/g matière sèche (MS)), FT (19,41 mg/g MS), AT (31,32 mg/g MS) et activité de piégeage du radical DPPH (41,79 mg Trolox/g MS). L’EAUS dans l’eau a donné les valeurs les plus faibles, même avec un faible ratio solide/liquide (1/40) (7,85 mg/g MS, 3,49 mg/g MS et 18,96 mg/g MS pour les CPT, les FT et les AT, respectivement). La diminution du ratio solide/liquide dans l’eau ou l’éthanol à 50 % a entraîné une augmentation significative des CPT, des FT, des AT et de l'activité de piégeage des radicaux DPPH . Avec l’éthanol, l’augmentation de la température dans la plage de 20 à 40 degrés C a diminué le TPC, mais a augmenté les FT et l’activité de piégeage des radicaux DPPH . Les profils des anthocyanes des extractions à l’eau et à l’éthanol étaient semblables sur le plan qualitatif et étaient composés de la malvidine, la delphinidine, la pétunidine et la cyanidine. Ces résultats indiquent que l'EAUS est une méthode de choix pour l’extraction de composés phénoliques bioactifs de grande valeur dans le marc de bleuet. L’enrichissement sélectif de différentes fractions phénoliques est possible dans certaines conditions d’extraction.