Procédé d'extraction de resveratrol et/ou d' ε-viπiférine
La présente invention a pour objet un procédé pour la préparation d'un extrait de la vigne concentré en resveratrol et/ou en ε-viniféπne ainsi qu'un extrait obtenu par ce procédé
Le resveratrol, ou 3, 5, 4'-tπhydroxystιlbène, se trouve à des teneurs très faibles, de l'ordre de quelques mg/l, dans les vins rouges Le resveratrol présent dans la peau et dans les pépins des raisins est extrait lors de la vinification et se retrouve dans le produit final, le vin, notamment le vin rouge pour lequel la peau des raisins macère dans le moût du vin
Le resveratrol existe sous la forme cis et trans II se présente généralement sous la forme monomère mais existe également comme oligomère comportant jusqu'à quatre monomères Le terme « resveratrol » par la suite concerne les formes cis ou trans du 3, 5, 4'-trιhydroxystιlbène Le resveratrol est souvent associé à de l'ε-vιnιféπne qui est le dimère du resveratrol Ce produit est donc généralement extrait en même temps que le resveratrol
Le resveratrol est particulièrement intéressant car il présente de nombreuses propriétés ayant des applications thérapeutiques C'est notamment à cette molécule que l'on attribue les effets du « French Paradox » (paradoxe français) Des premières études ont en effet montré ses effets dans la réduction du risque des maladies cardio-vasculaires Le resveratrol améliore la fluidité du sang, et donc la circulation du sang, et réduit les risques d'obturation des vaisseaux par des caillots II diminue aussi le taux de lipides et de cholestérol dans le sang
Les propriétés et les bienfaits du resveratrol vont au delà, puisque des premières études ont montré des effets dans la prévention des cancers et de certaines maladies neurologiques, ainsi que son activité anti-oxydante
Enfin, le révesratrol qui est produit par la vigne en réponse à des attaques bactériennes par la bactérie Botrytis cmerea, responsable de la maladie de la pourriture grise, a des propriétés fongicides et bactéricides
Le resveratrol se trouve aussi dans d'autres sources végétales comme par exemple les cacahuètes, les mûres, et aussi une plante utilisée par la
médecine chinoise, le Polygonum Cuspitadum
Les extraits de la vigne provenant de la peau et des pépins de raisin sont peu concentrés en resveratrol La concentration maximale de l'ordre de
500ppm n'est pas compatible avec certaines applications industrielles La concentration en resveratrol dans la plupart des autres végétaux, ne permet pas d'envisager la production d'extraits plus concentrés
Seuls les extraits provenant de racines de Polygonum Cuspitadum peuvent avoir des teneurs en resveratrol supérieures à 20% Cependant, ces extraits présentent l'inconvénient de contenir aussi de l'émodine La présence de ce principe actif ne permet pas l'utilisation de ces extraits dans certaines applications industrielles
La publication faite suite à la conférence du 15 au 18 juillet 1996 à
Bordeaux concernant les polyphénols (pages 39-40 « isolement et caractérisât! on du trans-resvèratrol et de l'ε-vιnιférιne à partir du sarment de vigne » par Boukharta, Girardin et Metche) indique qu'il est possible d'extraire du trans-resvératrol et de I' ε-viniféπne de sarments de vigne lignifiés
Le document WO-99/03816 révèle quant à lui un procédé d'obtention de fractions de resveratrol monomère et/ou oligomère à partir de rafles de vigne
Les extraits obtenus par les procédés décrits dans ces documents ne contiennent pas d'emodine, ou d'autres principes actifs gênants, mais leur rendement en resveratrol et ε-viniférine est faible
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de resveratrol et/ou ε-vinifénne, qui ne contient pas de principe actif tel l'émodine et présente un bon rendement d'extraction De préférence, ce procédé sera facile à mettre en œuvre et ne nécessitera pas l'utilisation de techniques de purification poussées
A cet effet, le procédé qu'elle propose est un procédé d'extraction de resveratrol et/ou d' ε-vinifénne à partir de sarments de vigne
Selon l'invention, les sarments de vigne utilisés pour mettre en œuvre ce procédé sont des sarments secs
De façon surprenante, il a été remarqué que l'utilisation de sarments secs permettait d'avoir un rendement en resveratrol et ε-viniférine bien supérieur
à celui obtenu avec des sarments « frais » Pour l'instant, aucune explication, même a posteriori, ne permet d'expliquer ce résultat
De préférence, les sarments utilisés pour extraire du resveratrol et de l'ε-vιnιféπne ont été séchés à l'air libre pendant au moins deux mois Des sarments séchés à l'air libre pendant trois mois donnent de très bons résultats
Les sarments utilisés présentent avantageusement un taux d'humidité inférieur à 20 %, de préférence inférieur à 5 %
L'invention propose aussi d'extraire le resveratrol et/ou l'ε-vιnιférιne en utilisant un procédé dans lequel, après l'étape de séchage des sarments, une étape d'extraction utilisant un solvant choisi dans l'ensemble comportant les produits possédant un radical carbonyle, tels par exemple les esters et les cétones, et les alcools est prévue Dans ce procédé, l'extraction est avantageusement réalisée en l'absence d'eau Ceci est contraire à tous les procédés connus de l'art antérieur où le solvant utilisé pour extraire du resveratrol est toujours un solvant aqueux. Le solvant utilisé pour réaliser cette extraction peut être par exemple de l'éthanol ou bien de l'acétone, qui donnent tous deux de très bons résultats, l'acétone étant toutefois le solvant préféré
Pour améliorer les rendements d'extraction, plusieurs contacts successifs peuvent être effectués L'extraction peut aussi être faite en continu avec une circulation à contre-courant des sarments broyés et du solvant d'extraction
De préférence, le procédé selon l'invention comporte, après une étape d'extraction, une étape de purification primaire dans laquelle un mélange hydro- alcoolique est utilisé comme solvant de purification primaire Le solvant utilisé est par exemple un mélange d'eau et d'éthanol
Pour obtenir un produit encore plus concentré, le procédé peut comporter une étape supplémentaire de purification secondaire dans laquelle un mélange hydro-alcoolique ayant une teneur en alcool plus faible que celle du solvant de purification primaire est utilisé comme solvant de purification secondaire Le solvant de purification secondaire utilisé peut être tout simplement de l'eau
Après l'étape d'extraction et/ou après l'étape de purification primaire, le solvant utilisé dans cette étape est par exemple évaporé Une variante de
réalisation prévoit que ce solvant est distillé en présence d'eau de façon à faire précipiter le solide
Un procédé préférentiel d'extraction à partir de sarments séchés trois mois à l'air libre est décrit ci-apres avec indication de quelques valeurs numériques obtenues
Pour réaliser une extraction de resveratrol et/ou d'ε-viniféπne, le taux de solvant massique, qui doit être suffisant pour imprégner la totalité du solide et permettre une agitation du mélange, est généralement compris entre 5 et 15 Le contact est effectué à une température comprise entre la température ambiante et la température d'ébul tion du solvant Le temps de contact entre la matière végétale provenant de la vigne et le solvant d'extraction est compris entre quelques heures et 24 heures Le temps de contact peut être abaissé jusqu'à % d'heure
Le solvant et la matière végétale provenant de la vigne sont ensuite séparés par filtration et le solvant est éliminé par évaporation L'extrait brut obtenu a une teneur en resveratrol comprise entre 1 et 5 % et présente une texture de gomme verdâtre
L'extrait brut est ensuite purifié pour obtenir un produit moins coloré se présentant sous la forme d'une poudre La purification primaire est faite par dissolution dans un solvant qui est un mélange hydro-alcoolique L'alcool est un alcool miscible à l'eau II s'agit par exemple d'éthanol La teneur en alcool est comprise entre 10 et 80 % La dissolution est faite à une température comprise entre 20 et 40°C Les impuretés insolubles dans ce solvant sont séparées du surnageant par centπfugation Une filtration pourrait être effectuée ICI à la place, ou en complément, de la centrifugation
Le solide obtenu après élimination du solvant du surnageant par évaporation est une poudre de couleur marron clair, ayant une teneur en resveratrol comprise entre 7 et 20 % Le rapport entre la teneur massique en resveratrol et la teneur massique en ε-viniféπne dans l'extrait purifié est de l'ordre de 1
Cet extrait est ensuite purifié une deuxième fois par dissolution de certaines impuretés dans un solvant de purification secondaire Ce solvant est de l'eau ou un solvant hydro-alcoolique ayant une teneur en alcool plus faible que le
solvant de purification primaire La dissolution est faite à une température comprise entre 20 et 40°C Le surnageant est séparé de la partie insoluble par centnfugation Ici aussi, une filtration peut être envisagée Le solide obtenu après élimination du solvant du surnageant par évaporation est une poudre de couleur marron clair, ayant une teneur en resveratrol comprise entre 1 et 3 % Le rapport entre la teneur en resveratrol et la teneur en ε-vinifénne est compris entre 0,25 et 1 L'extrait purifié obtenu après séchage de la partie insoluble a une couleur marron clair et se présente sous la forme d'une poudre Sa teneur en resveratrol est comprise entre 10 et 50 %, et le rapport entre la teneur en resveratrol et la teneur en ε-vinifénne est compris entre 0,25 et 4
La présente invention concerne également un extrait naturel de la vigne obtenu par un procédé tel que décrit ci-dessus Cet extrait naturel de la vigne a par exemple une teneur en resveratrol supérieure à 1 %, de préférence supérieure à 10 % De même, l'invention concerne plus particulièrement un extrait naturel de la vigne dont la teneur en ε-viniférine est supérieure à 1%, de préférence supérieure à 10 %
Dans un extrait naturel de la vigne selon l'invention, la teneur massique en ε-viniféπne est par exemple comprise entre 0,25 et 4 fois sa teneur massique en resveratrol
Le terme vigne représente dans le présent document en particulier les familles de vigne Vitis Viniféra et Vitis Rupestris Sans que cette liste soit limitative on peut citer ICI à titre d'exemples les cépages Merlot, Sauvignon, Chardonnay, Cabernet, Syrah, Tanat, Gamay, etc L'invention permet des avantages par rapport à l'art antérieur, en ce sens qu'elle permet l'obtention d'extraits de la vigne de 20 à 1000 fois plus concentrés en resveratrol que les extraits actuellement commercialisés et obtenus à partir de la vigne Cette invention permet la préparation de formulations liquides, en poudre ou en comprimés ayant des teneurs élevées en resveratrol extrait de la vigne, compatibles avec les applications industrielles habituelles pour ces produits Elle s'applique notamment à des utilisations dans les domaines pharmaceutiques, diététiques et cosmétiques
Divers modes particuliers de réalisation de l'invention sont décrits plus dans le détail ci-après. Cette description ci-après n'est en aucun cas limitative.
Le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre de la façon suivante.
Exemple 1 :
Un kilogramme de sarments de vigne, provenant d'un cépage Cabernet, séché à l'air libre pendant quatre mois et ayant un taux d'humidité de 4% est broyé à une granulométrie inférieure à 4 mm. Le solide broyé obtneu est mélangé avec 7 litres d'éthanol. L'extraction est opérée pendant 20 heures à une température de 30 °C, avec une agitation modérée.
Le solide et le surnageant sont séparés par filtration. Après évaporation de l'éthanol, on obtient 28 grammes d'extrait brut ayant une couleur verdâtre, un aspect gommeux, et une teneur en resveratrol de 3%.
L'extrait brut est repris avec 225 millilitres d'un mélange eau/éthanol à 50 % en volume. Le mélange est maintenu à 25°C, sous agitation pendant une heure, puis le solide non dissous et le surnageant sont séparés par centrifugation.
Après élimination du solvant du surnageant par évaporation, on obtient 8 grammes d'un extrait purifié ayant une teneur en resveratrol de 10 % et une teneur en ε-viniférine de 7 %. L'extrait purifié a une couleur marron clair et se présente sous la forme d'une poudre.
L'extrait purifié est repris dans 225 millilitres d'eau. Le mélange est maintenu à une température de 25°C sous agitation pendant une heure. Le solide non dissous et le surnageant sont séparés par centrifugation. Après séchage du solide non dissous, on obtient 2,5 grammes d'un extrait ayant une teneur en resveratrol de 28% et une teneur en ε-viniférine de 12%. L'extrait purifié a une couleur marron clair et se présente sous la forme d'une poudre. Après l'élimination de l'eau du surnageant, on obtient 5.5 grammes d'un extrait ayant une teneur en resveratrol de 2% et une teneur en ε-viniférine de 5%. L'extrait purifié a une couleur marron clair et se présente sous la forme d'une poudre.
Exemple 2
Un kilogramme de sarments de vigne, provenant d'un cépage Cabemet, séché à l'air libre pendant trois mois et ayant un taux d'humidité de 12% est broyé à une granulometπe inférieure à 4 mm Le solide broyé obtenu est mélangé avec 7 litres d'acétone
L'extraction est opérée pendant 20 heures à une température de 25°C, avec une agitation modérée
Le solide et le surnageant sont séparés par filtration Après évaporation de l'acétone, on obtient 25 grammes d'extrait brut ayant une couleur verdâtre, un aspect gommeux, et une teneur en resveratrol de 3%
L'extrait brut est repris avec 250 millilitres d'un mélange eau/éthanol à 50% en volume Le mélange est maintenu à 25°C, sous agitation pendant une heure, puis le solide non dissous et le surnageant sont séparés par centrifugation
Après élimination du solvant du surnageant par évaporation, on obtient 7 grammes d'un extrait purifié ayant une teneur en resveratrol de 11 % et une teneur en ε-viniféπne de 10 % L'extrait purifié a une couleur marron clair et se présente sous la forme d'une poudre
L'extrait purifié est repris dans 250 millilitres d'eau Le mélange est maintenu à une température de 25°C sous agitation pendant une heure Le solide non dissous et le surnageant sont séparés par centrifugation Après séchage du solide non dissous, on obtient 2,5 grammes d'un extrait ayant une teneur en resveratrol de 25% et une teneur en ε-vinifénne de 15% L'extrait purifié a une couleur marron clair et se présente sous la forme d'une poudre Après élimination de l'eau du surnageant, on obtient 6,5 grammes d'un extrait ayant une teneur en resveratrol de 2% et une teneur en ε-viniférine de 4% L'extrait purifié a une couleur marron clair et se présente sous la forme d'une poudre
Exemple 3
Des essais ont été effectués sur les quatre cépages suivants Syrah, Cabemet Franc, Merlot et Gamay Pour chacun de ces cépages, on a réalisé une extraction de resveratrol et d' ε-viniféπne selon le même protocole opératoire Des essais ont été effectues sur
A) des sarments frais taillés depuis moins de quinze jours et présentant un taux d'humidité d'environ 50%,
B) des sarments frais taillés depuis moins de quinze jours, broyés et séchés à l'étuve à 40°C jusqu'à un taux d'humidité inférieur à 3%, et C) des sarments séchés naturellement à l'air libre pendant trois mois et présentant un taux d'humidité compris entre 3 et 12%.
En tout, douze extractions distinctes ont été réalisées. Le procédé d'extraction est décrit ci-après pour 500 g de sarments.
Les sarments sont tout d'abord broyés à une granulométrie inférieure à 4mm. Bien entendu, les sarments broyés et séchés à l'étuve n'ont pas été broyés une seconde fois. Le broyage des sarments frais qui ont été étuvés est le même que celui des sarments frais et des sarments séchés.
Les sarments broyés sont alors macérés dans 3 litres d'acétone à 30°C pendant 12 heures. L'agitation au cours de cette macération est modérée. Le mélange ainsi obtenu est ensuite filtré et la matière solide obtenue subit une évaporation à sec de l'acétone.
L'extrait brut alors obtenu est repris avec 150ml d'un mélange d'eau et d'ethanol à 50% en volume d'ethanol. Ce mélange est maintenu à 25 °C pendant une heure et sous agitation. Le solide alors non dissout et le surnageant sont ensuite séparés par centrifugation.
Par évaporation du solvant, on obtient alors un solide contenant du resveratrol et de I' ε-viniférine.
Ce solide obtenu a ensuite été broyé pour réaliser son analyse. Les résultats de cette analyse sont résumés dans le tableau ci-dessous. On constate bien à partir du tableau ci-après que les rendements les plus élevés sont obtenus par les procédés mettant en œuvre des sarments secs. Ils sont sensiblement plus élevés encore lorsque les sarments ont été séchés à l'air libre pendant trois mois. Le séchage en étuve permet d'avoir une concentration intéressante en ε-viniférine. Ces résultats sont surprenants et sont uniquement empiriques.
Exemple 4
Cette variante consiste à pas évaporer à sec après la phase d'extraction et la première purification, mais à distiller le solvant en présence d'eau de façon à faire précipiter le solide
Après une préconcentration du solvant d'extraction, de l'eau est ajoutée au mélange, et l'élimination du solvant est poursuivie par distillation de telle façon qu'en fin d'opération, la teneur en solvant dans le mélange soit inférieure à 5% et que le volume du mélange soit compris entre 25 et 500 millilitres par kilogramme (ml/kg) de sarment Un volume équivalent de solvant de purification est alors ajouté au mélange Le mélange est maintenu sous agitation pendant une heure, puis le solide non dissous est séparé du mélange par filtration ou centrifugation
Le solvant de purification est alors éliminé du surnageant par distillation, de l'eau est ajoutée au mélange pendant la distillation, de sorte qu'à la fin de l'opération, la teneur en solvant dans le mélange soit inférieure à 5%, et le volume compris entre 25 et 500 millilitres par kilogramme de sarment Le solide précipité est séparé du mélange par filtration On obtient une phase aqueuse et un solide humide Après séchage et broyage du solide, on récupère une poudre de couleur marron, ayant une teneur en resveratrol comprise entre 15 et 50 %, avec un rapport entre la teneur en resveratrol et ε-viniféπne comprise entre 0,25 et 1 Après évaporation de l'eau du mélange liquide, on obtient une poudre de
couleur marron, ayant une teneur en resveratrol comprise entre 1 et 3 % avec un rapport entre le teneur en revesratrol et ε-viniférine entre 0,25 et 1
De nombreuses variantes peuvent être considérées en fonction des circonstances d'utilisation, en ce qui concerne les paramètres opératoires des différentes étapes du procédé
La présente invention ne se limite pas aux détails des formes de réalisation ci-dessus considérées à titre d'exemple, mais s'étend au contraire aux modifications à la portée de l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci- après