Extraction assistée par micro-ondes de composés phénoliques et d’antioxydants pour des applications cosmétiques à l’aide de la technologie à base de polyols

De nos jours, il existe une tendance mondiale à la prise de conscience environnementale dans l’industrie de la beauté, ce qui conduit les fabricants à se concentrer sur les technologies vertes pour extraire les composants végétaux à l’aide d’alternatives durables¹. En règle générale, les solvants traditionnels tels que l’éthanol, le méthanol et l’hexane sont utilisés pour extraire les composants phénoliques végétaux et les antioxydants naturels². Néanmoins, la présence de résidus de solvants dans les extraits de plantes présente un risque potentiel pour la santé humaine, induisant une irritation cutanée et oculaire3^{, notamment} en ce qui concerne leur utilisation prévue en cosmétique. Par conséquent, il est difficile d’éliminer ces résidus de solvants des extraits, un processus qui nécessite un investissement considérable en temps, en énergie et en ressources humaines⁴. Récemment, l’eau surchauffée, les liquides ioniques, les solvants eutectiques profonds et les solvants biodérivés sont apparus comme des approches prometteuses pour l’extraction par solvant vert⁵. Cependant, leur utilisation est encore limitée par la séparation des produits dans les procédés aqueux. Pour répondre à ces enjeux, le développement d’extraits prêts à l’emploi apparaît comme une solution viable⁶.

Les polyols sont souvent utilisés dans les formulations cosmétiques en tant qu’humectants en raison de leur bonne polarité et de leur capacité à retenir l’humidité de l’environnement⁷. De plus, des polyols tels que la glycérine, le propylène glycol, le butylène glycol, le méthylpropanediol, l’isopentyldiol, le pentylène glycol, le 1,2-hexanediol et l’hexylène glycol peuvent être utilisés pour l’extraction de plantes. Ils sont considérés comme des solvants non toxiques, biodégradables, respectueux de l’environnement, non réactifs et sûrs pour l’extraction des plantes⁸. De plus, les polyols peuvent résister à la chaleur générée lors de l’extraction assistée par micro-ondes (MAE) en raison de leur point d’ébullition élevé et de leur polarité⁹. Ces polyols sont généralement reconnus comme des produits chimiques sûrs (GRAS) par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis. Contrairement aux solvants conventionnels tels que l’éthanol ou le méthanol, qui peuvent nécessiter une élimination rigoureuse de l’extrait en raison de leurs effets potentiellement nocifs, les polyols offrent l’avantage de minimiser l’énergie, le temps et les coûts associés aux processus d’élimination des solvants¹⁰. Cela permet non seulement de rationaliser le processus d’extraction, mais aussi d’améliorer l’efficacité et la durabilité globales de la méthode d’extraction. Des recherches antérieures ont utilisé des polyols tels que le propylène glycol et le butylène glycol comme solvants dans l’extraction de composés bioactifs des fleurs de Camellia sinensis ¹⁰ et de la pulpe de café¹¹, révélant un potentiel important pour leur rôle en tant que solvants alternatifs durables dans le processus d’extraction des plantes. Ainsi, le développement et l’optimisation continus d’un système de solvants polyols-eau offrent un potentiel de progrès significatifs en chimie verte et en pratiques industrielles durables.

En général, les composés bioactifs présents dans les plantes sont synthétisés sous forme de métabolites secondaires. Ces composés peuvent être classés en trois groupes principaux : les terpènes et les terpénoïdes, les alcaloïdes et les composés phénoliques¹². Diverses méthodes d’extraction sont utilisées dans différentes conditions pour isoler des composés bioactifs spécifiques des plantes. Les composés bioactifs des matières végétales peuvent être extraits à l’aide de techniques conventionnelles ou non conventionnelles. Les méthodes traditionnelles comprennent la macération, l’extraction par reflux et l’hydrodistillation, tandis que les méthodes non conventionnelles comprennent l’extraction assistée par ultrasons, l’extraction assistée par enzymes, l’extraction assistée par micro-ondes (MAE), l’extraction assistée par champ électrique pulsé, l’extraction par fluide supercritique et l’extraction par liquide sous pression¹³. Ces méthodes non conventionnelles sont conçues pour améliorer la sécurité en utilisant des solvants et des auxiliaires plus sûrs, en améliorant l’efficacité énergétique, en empêchant la dégradation des composants bioactifs et en réduisant la pollution de l’environnement¹⁴.

De plus, le MAE fait partie des technologies vertes sophistiquées pour extraire les composés bioactifs des plantes. Les procédures d’extraction conventionnelles nécessitent beaucoup de temps, d’énergie et des températures élevées, ce qui, au fil du temps, peut dégrader les composés bioactifs sensibles à la chaleur¹³. Contrairement aux extractions thermiques conventionnelles, la MAE facilite l’extraction de composés bioactifs en générant un chauffage localisé dans l’échantillon, en perturbant les structures cellulaires et en améliorant le transfert de masse, augmentant ainsi l’efficacité de l’extraction des composés. La chaleur est transférée de l’intérieur des cellules végétales par des micro-ondes, qui agissent sur les molécules d’eau à l’intérieur des composants de la plante¹³. De plus, le MAE a progressé pour améliorer l’extraction et la séparation des composés actifs, augmenter le rendement du produit, améliorer l’efficacité de l’extraction, nécessiter moins de produits chimiques et économiser du temps et de l’énergie tout en empêchant la destruction des composés bioactifs¹⁵.

Cette recherche porte sur l’extraction de composés phénoliques végétaux et d’antioxydants naturels par extraction assistée par micro-ondes (MAE) en utilisant différents types de polyols comme solvants. La teneur totale en phénols (TPC), la teneur totale en flavonoïdes (TFC) et les activités antioxydantes (DPPH, ABTS et FRAP) des extraits MAE à base de polyols sont déterminées. De plus, l’EAM à base de polyols est comparé à l’utilisation de solvants conventionnels tels que l’eau et l’éthanol. Cette recherche devrait contribuer au développement d’une technologie d’extraction écologiquement durable pour les composants naturels, en promouvant la durabilité en réduisant la dépendance aux produits chimiques dangereux, en raccourcissant les temps de traitement et en minimisant la consommation d’énergie dans la production de matières premières pour des applications potentielles dans l’industrie cosmétique.