Brevet FR2940089A1 — publié le 20100625

La présente invention a pour objet un nouveau procédé d'enrichissement de matériel végétal en flavonoïdes. De nombreuses préparations pharmaceutiques ou cosmétiques contenant des extraits végétaux riches en flavonoïdes sont utilisés dans divers domaines, notamment celui des désordres vasculaires cérébraux, de la prévention des maladies cardiovasculaires, des anti-inflammatoires, des anti-microbiens, des antiallergiques ou encore des anticancéreux. A titre d'exemple de ces extraits végétaux riches en flavonoïdes, on peut citer les feuilles de Ginkgo biloba, les parties aériennes de Passiflora incarnate, le péricarpe de divers citrus, les feuilles et fleurs d'aubépine, le millepertuis, les fleurs de Carthamus tinctorius, les parties aériennes fleuries de Solidago virgaurea, la pensée sauvage, les fleurs de Calendula officinalis, les fleurs de Sambucus nigra, les feuilles de bouleau, les cônes de houblon, les parties aériennes fleuries de Leonurus cadiaca ou les boutons floraux de Sophora japonica. L'obtention d'extraits riches en flavonoïdes a fait l'objet ces dernières décennies de beaucoup de recherche et de nombreuses publications. Les méthodes proposées comportent généralement deux grandes étapes, lesquelles 20 peuvent également comporter plusieurs sous-étapes. Tout d'abord, on procède généralement à une étape d'extraction des flavonoïdes à partir du matériel végétal. Cette étape peut employer divers solvants organiques associés ou non avec l'eau. Citons les mélanges eau-alcool et eau-acétone. Elle peut se faire selon les différentes techniques d'extraction classiques : macération, avec ou sans chauffage, 25 avec ou sans recirculation du solvant ; cette macération peut avoir lieu sous pression ou a pression atmosphérique ; elle peut être assistée par l'emploi des microondes. Ensuite, on procède à une étape d'enrichissement faisant appel à des techniques coûteuses telles que l'extraction liquide-liquide avec de grandes quantités de solvants organiques (par exemple l'acétate d'éthyle ou l'heptane), ou bien encore à l'utilisation de 30 supports solides (silices, résines ou charbons), ou bien encore à une combinaison de ces techniques, ou bien encore à une combinaison de ces techniques, associées à une ou plusieurs étapes de précipitation. Ainsi, le brevet US 5,399,348 décrit une méthode comprenant une étape d'extraction du 35 matériel végétal dans un mélange acétone/eau, suivie d'une étape d'évaporation et de précipitation, suivie d'une extraction liquide/liquide par un mélange de méthyléthylcétone et d'acétone, suivie d'une nouvelle étape d'extraction puis de précipitation des tanins par du sulfate de plomb, suivie d'une nouvelle extraction liquide/liquide par un mélange de méthyléthylcétone et d'acétone, suivie enfin d'un séchage du produit fini. Le brevet US 5,389, 370 reprend les deux premières étapes du brevet US 5,399, 348. Le filtrat aqueux subit ensuite deux extractions liquide/liquide successives par un mélange d'acétate d'éthyle et d'hexane puis par du n-butanol. La phase acétate d'éthylehexane est ensuite lavée à l'eau et traitée au charbon actif. Enfin, le résidu subit une séparation chromatographique sur colonne de silice. Le brevet US 6,030, 621 simplifie le procédé en remplaçant notamment les étapes d'extraction liquide/liquide et de chromatographie par l'utilisation d'une résine polymérique. Le procédé comprend une étape d'extraction du matériel végétal dans un mélange acétone/eau, suivie d'une étape d'évaporation et de précipitation. Les flavonoïdes sont ensuite piégés sur une résine polymérique puis élués par un mélange d'éthanol et d'eau. L'éthanol est ensuite évaporé, la phase aqueuse est lavée à l'hexane avant d'être séchée. Tous ces procédés ont en commun l'emploi de nombreux solvants organiques issus de la pétrochimie, d'additifs et de techniques sur support solide les rendant peu compatibles avec une démarche de développement durable visant à réduire l'impact du procédé sur l'environnement, et notamment à réduire son bilan carbone. Le brevet FR2823116 vise quant à lui à réduire le coût du procédé en évitant l'emploi de supports solides. Le procédé décrit comprend les étapes suivantes : l'extraction du matériel végétal par un mélange d'éthanol et d'eau, suivie d'une évaporation de l'éthanol et du lavage de la phase aqueuse par de l'heptane, suivie d'une extraction liquide/liquide par de l'acétate d'éthyle, suivie par le lavage de la phase acétate d'éthyle par une solution de chlorure de sodium et suivie enfin par le séchage de la phase acétate d'éthyle. Cependant, la encore, le procédé décrit emploi des solvants (heptane et acétate d'éthyle) le rendant peu compatible avec le développement durable. Ainsi, les procédés existants permettent d'obtenir des produits enrichis en flavonoïdes, mais ces procédés sont coûteux. D'autre part, ces procédés nécessitent l'emploi de solvants organiques et/ou de supports solides qu'ils requièrent et ne peuvent donc s'inscrire dans une démarche de développement durable. Un objet de la présente invention consiste à proposer un procédé d'obtention d'un extrait riche en flavonoïdes qui soit moins coûteux et s'inscrive mieux dans une démarche de développement durable que les procédés existants en cela qu'il tend à réduire son impact sur l'environnement en n'utilisant pas de solvants issus de la pétrochimie et difficiles à recycler et qu'il tend à présenter un bilan carbone le plus faible possible. D'autre part, dans le cas de l'utilisation de matériel végétal à base de feuilles ou de toute autre partie contenant de la chlorophylle, les composés finalement obtenus possèdent une couleur verte soutenue due à la présence de chlorophylle qui peut ne pas être souhaitable pour une utilisation ultérieure comme principe actif. Ainsi, un autre objet de la présente invention consiste à fournir un procédé permettant d'obtenir, en fonction des besoins, un extrait contenant le moins possible de chlorophylle, voir un produit dépourvu de chlorophylle, sans qu'aucune étape de traitement supplémentaire dudit extrait ne soit nécessaire. Il a maintenant été trouvé un procédé moins coûteux et s'inscrivant mieux dans une démarche de développement durable que les procédés existants, qui permette d'obtenir un extrait végétal riche en flavonoïdes, et, en fonction des besoins, un extrait végétal contenant peu voire pas de chlorophylle. La présente invention a donc pour objet un procédé d'extraction de flavonoïdes d'un matériel végétal comprenant les étapes suivantes : a) macération dudit matériel végétal dans un solvant ou un mélange de solvants dans lequel les flavonoïdes sont peu ou pas solubles ; b) séparation du matériel végétal et du liquide obtenus ; c) macération du matériel végétal ainsi obtenu dans un solvant ou un mélange de solvants dans lequel les flavonoïdes sont solubles ; et d) séparation de l'extrait végétal obtenu et du matériel végétal. Le procédé selon la présente invention permet d'enrichir le matériel végétal en 30 flavonoïdes préalablement à leur extraction. Le procédé utilisé est simple, peu coûteux et s'inscrit parfaitement dans une démarche de développement durable. Les extraits végétaux obtenus à partir de ce procédé peuvent ainsi être utilisés dans le domaine pharmaceutique, vétérinaire, cosmétique, nutraceutique ou agroalimentaire. 35 De plus, il est également possible, en fonction des besoins, et sans qu'aucune étape de traitement supplémentaire de l'extrait obtenu ne soit nécessaire, d'obtenir un extrait contenant une faible quantité de chlorophylle et présentant donc une légère coloration verte ne représentant pas un écueil insurmontable lors de la formulation du produit, voir un produit dépourvu de chlorophylle. Dans le cadre de la présente invention, on entend par � enrichir le matériel végétal en flavonoïdes � le fait d'augmenter la teneur en flavonoïdes du matériel végétal avant l'extraction desdits flavonoïdes, et ce en éliminant du matériel végétal les constituants indésirables. Le procédé selon la présente invention peut être utilisé pour tout matériel végétal contenant des flavonoïdes. Préférentiellement, le matériel végétal est choisi parmi les feuilles de Ginkgo Biloba, les parties aériennes de Pass flora incarnate, le péricarpe de divers citrus, les feuilles et fleurs d'aubépine, le millpertuis, les fleurs de Carthamus tinctorius, les parties aériennes fleuries de Solidago virgaurea, la pensée sauvage, les fleurs de Calendula officinalis, les fleurs de Sambucus nigra, les feuilles de bouleau, les cônes de houblon, les parties aériennes fleuries de Leonurus cadiaca ou les boutons floraux de Sophora japonica. De façon toute à fait préférée, le matériel végétal est choisi comme étant des feuilles de Ginkgo biloba. L'étape a) du procédé selon la présente invention permet un enrichissement du matériel végétal en flavonoïdes. Cette étape consiste à faire macérer le matériel végétal dans un solvant ou un mélange de solvants dans lequel les flavonoïdes sont peu ou pas solubles. Le solvant utilisé pour cette étape peut être un solvant organique, de l'eau, du dioxyde de carbone utilisé dans des conditions ne permettant pas ou peu la solubilisation des flavonoïdes, ou un mélange de ces solvants. Préférentiellement le solvant utilisé pour cette étape est de l'eau ou un mélange eau / solvant organique contenant au moins 50% (v/v) d'eau, de préférence au moins 80% (v/v) d'eau. Comme solvant organique, on préfèrera un alcool ou l'acétone. Comme alcool, on préfèrera l' éthanol. De façon toute à fait préférée, on utilisera comme solvant un mélange eau/éthanol contenant au moins 90% d'eau.35 Le solvant utilisé dans l'étape a) du procédé selon l'invention peut être sous forme liquide, supercritique ou subcritique. Son pH ou sa force ionique peut être modifié par l'ajout d'un acide ou d'une base organique ou minérale, ou de sels organiques ou minéraux. Le seul critère restrictif doit être la faible, voir l'insolubilité des flavonoïdes dans ce solvant, dans les conditions d'extraction employées. Le solvant utilisé dans l'étape a) du procédé selon l'invention peut l'être à toute température. Préférentiellement, le solvant est maintenu à une température comprise entre 40 et 75°C. De façon toute à fait préférée, le solvant est maintenu à une température de 60°C. L'étape a) du procédé selon l'invention peut être conduite avec ou sans augmentation de la pression. Préférentiellement, l'étape a) du procédé selon l'invention est conduite sous une pression inférieure à 4 Bars. L'étape a) du procédé selon l'invention peut être conduite avec ou sans circulation du solvant d'extraction, avec ou sans apport de solvant frais en cours d'extraction, avec ou sans utilisation d'un dispositif générant des microondes ou des ultrasons. 20 Plus généralement, l'étape a) du procédé selon la présente invention peut être conduite sous toute condition expérimentale appropriée à l'extraction et bien connue de l'homme du métier de l'industrie de l'extraction de matériel végétal. L'étape a) du procédé selon la présente invention permet de retirer au moins 10% de la 25 matière sèche présente dans le matériel végétal. Dans certains cas cette étape peut permettre de retirer jusqu'à 20% voire 30% matière sèche présente dans le matériel végétal. A l'issue de l'étape a) du procédé selon la présente invention, l'extrait liquide obtenu est 30 séparé du matériel végétal par tout moyen adéquat tels par exemple l'égouttage, le pressage ou encore l'essorage, et éliminé (étape b)). Le matériel végétal ainsi enrichi en flavonoïdes est alors prêt à subir la seconde macération (étape c)). L'étape c) du procédé selon la présente invention permet une extraction des flavonoïdes 35 du matériel végétal. Cette étape consiste à faire macérer le matériel végétal dans un solvant ou un mélange de solvants dans lequel les flavonoïdes sont solubles.15 Le solvant utilisé pour cette étape peut être un solvant organique, de l'eau, du dioxyde de carbone utilisé dans des conditions expérimentales permettant de solubiliser des flavonoïdes, ou un mélange de ces solvants. Préférentiellement le solvant utilisé pour cette étape est un solvant organique ou un mélange solvant organique / eau contenant au moins 20% (v/v) dudit solvant organique, de préférence au moins 30 à 60% (v/v) dudit solvant organique. Comme solvant organique, on préfèrera un alcool ou l'acétone. Comme alcool, on préfèrera l' éthanol. De façon toute à fait préférée, on utilisera comme solvant un mélange eau/éthanol contenant au moins 50% (v/v) d'éthanol. Le solvant utilisé dans l'étape c) du procédé selon l'invention peut être sous forme liquide, supercritique ou subcritique. Son pH ou sa force ionique peut être modifié par l'ajout d'un acide ou d'une base organique ou minérale, ou de sels organiques ou minéraux. Le seul critère restrictif doit être la bonne solubilité des flavonoïdes dans ce solvant, dans les conditions d'extraction employées. Le solvant utilisé dans l'étape c) du procédé selon l'invention peut l'être à toute température. Préférentiellement, le solvant est maintenu à une température comprise entre 30 et 100°C. De façon toute à fait préférée, le solvant est maintenu à une température de 85°C. L'étape c) du procédé selon l'invention peut être conduite avec ou sans augmentation 25 de la pression. Préférentiellement, l'étape c) du procédé selon l'invention est conduite sous une pression inférieure à 4 Bars. L'étape c) du procédé selon l'invention peut être conduite avec ou sans circulation du solvant d'extraction, avec ou sans apport de solvant frais en cours d'extraction, avec ou 30 sans utilisation d'un dispositif générant des microondes ou des ultrasons. Plus généralement, l'étape c) du procédé selon la présente invention peut être conduite sous toute condition expérimentale appropriée à l'extraction et bien connue de l'homme du métier de l'industrie de l'extraction de matériel végétal. 35 Cette étape permet l'extraction de la majorité, voire la quasi-totalité des flavonoïdes présents initialement dans le matériel végétal. A l'issue de l'étape c) du procédé selon la présente invention, l'extrait liquide enrichi en 5 flavonoïdes peut-être séparé du matériel végétal par tout moyen adéquat tel que par exemple l'égouttage, le pressage ou l'essorage (étape d)). Le matériel végétal récupéré à la suite de l'étape d) du procédé selon la présente invention peut être soit éliminé soit subir une deuxième extraction de même type, en 10 vue d'augmenter le rendement. L'extrait végétal liquide obtenu à la suite de l'étape d) du procédé selon la présente invention peut alors subir une clarification puis une filtration à 0,5 �m, préférentiellement à 0,2 �m. Le produit ainsi obtenu peut alors constituer le produit fini 15 ou peut être transformé par des étapes de concentration, de séchage, de décoloration et/ou désaromatisation bien connues de l'homme du métier. Dans une version préférée du procédé ci-dessus, l'extrait végétal obtenu à l'issue de l'étape d) est concentré sur un concentrateur à couche mince (ou tout autre dispositif 20 adéquat), puis séché par atomisation (ou toute autre technique adéquate). L'extrait sec obtenu présente un fort enrichissement vis-à-vis du matériel végétal de départ. Le facteur d'enrichissement obtenu est très dépendant du matériel végétal de départ et de la nature chimique de ses constituants. 25 Dans une version préférée du procédé ci-dessus, on ajoute à l'extrait liquide un support, tel que la maltodextrines ou la silice, avant son séchage, afin d'améliorer ses qualités d'aspect, de stabilité et sa facilité à être manipulé. La présente invention est illustrée de façon non limitative par les exemples suivants. Exemple 1 : extraction de flavonoïdes à parti d'un matériel végétal de Ginkj'o biloba 20 kg de feuilles sèches de Ginkgo biloba sont mis à macérer dans 200 L d'eau à 60°C 35 pendant 24h. Le solvant est mis en recirculation pendant toute l'extraction. Après 30 égouttage, l'extrait qui constitue l'eau de lavage est éliminé. Ce lavage permet d'éliminer 14,4% du poids des feuilles. Les feuilles ainsi lavées sont mises à macérer pendant 24h à 850°C dans 200 kg d'alcool à 50% (v/v) (avec circulation du solvant). Après égouttage, l'extrait est réservé. Les feuilles sont à nouveau mises à macérer pendant 24h à 85°C dans 200 kg d'alcool à 50% (v/v) (avec circulation du solvant). Après égouttage, ce nouvel extrait est rassemblé avec le précédent, filtré puis séché. On obtient 2 kg d'extrait sec titré en flavonoïdes totaux à 9,1% (m/m). Le matériel végétal utilisé ayant une teneur en flavonoïdes voisine de 1,2% (m/m), le facteur d'enrichissement en flavonoïdes est proche de 7,5. La méthode de dosage des flavonoïdes totaux consiste à ajouter aux échantillons en solution, du chlorure d'aluminium et à mesurer l'absorbance à 425 nm. La gamme d'étalonnage est réalisée avec un extrait commercial titré à 24% de flavonoïdes selon la méthode de la Pharmacopée européenne décrite dans la monographie 04-2008:1827. Exemple 2 : extraction de flavonoïdes à parti d'un matériel végétal de Ginkj'o 20 biloba 50 g de feuilles sèches de Ginkgo biloba sont mis à macérer dans 500 ml d'eau à 60°C et sous agitation pendant 24h. Après égouttage et pressage, l'extrait qui constitue l'eau de lavage est éliminé. Ce lavage permet d'éliminer 19,4% du poids des feuilles. 25 Les feuilles ainsi lavées sont mises à macérer pendant 24h à 85°C dans 500g d'alcool à 50% (v/v). Après égouttage et pressage, l'extrait est filtré puis séché. On obtient 5g d'extrait sec titré en flavonoïdes totaux à 11,9% (m/m), selon la méthode décrite dans l'exemple 1. Le matériel végétal utilisé ayant une teneur en flavonoïdes voisine de 30 1,2% (m/m), le facteur d'enrichissement en flavonoïdes est proche de 10. Exemple 3 : extraction de flavonoïdes à parti d'un matériel végétal de Ginkj'o biloba 35 60 kg de feuilles sèches de Ginkgo biloba sont mis à macérer dans 300 L d'eau à 60°C Le solvant est mis en recirculation pendant toute l'extraction. Après égouttage, l'extrait qui constitue l'eau de lavage est éliminé. Ce lavage permet d'éliminer 20,5% du poids des feuilles. Les feuilles ainsi lavées sont mises à macérer pendant 24h à 85°C dans 600 kg d'alcool à 50% (v/v). Après égouttage, l'extrait est filtré jusqu'à 0,2 �m. On ajoute au filtrat 1,4 kg de maltodextrines. L'extrait est alors séché (évaporation de l'éthanol puis atomisation). On obtient 5,4 kg d'extrait sec titré en flavonoïdes totaux à 5,8% (m/m), selon la méthode décrite dans l'exemple 1. Le matériel végétal utilisé ayant une teneur en flavonoïdes voisine de 1% (m/m), le facteur d'enrichissement en flavonoïdes, hors maltodextrines, est proche de 8. REVENDICATIONS1. Procédé d'enrichissement de matériel végétal en flavonoïdes comprenant les étapes suivantes : macération dudit matériel végétal dans un solvant ou un mélange de solvants dans lequel les flavonoïdes sont peu ou pas solubles ; b) séparation du matériel végétal et du liquide obtenu ; c) macération du matériel végétal ainsi obtenu dans un solvant ou un mélange de solvants dans lequel les flavonoïdes sont solubles ; et d) séparation de l'extrait végétal obtenu et du matériel végétal. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériel végétal est choisi parmi les feuilles de Ginkgo biloba, les parties aériennes de Passiflora incarnate, le péricarpe de divers citrus, les feuilles et fleurs d'aubépine, le millepertuis, les fleurs de Carthamus tinctorius, les parties aériennes fleuries de Solidago virgaurea, la pensée sauvage, les fleurs de Calendula officinalis, les fleurs de Sambucus nigra, les feuilles de bouleau, les cônes de houblon, les parties aériennes fleuries de Leonurus cadiaca ou les boutons floraux de Sophora japonica. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le solvant utilisé dans l'étape a) est choisi comme étant un solvant organique, de l'eau, du dioxyde de carbone utilisé dans des conditions ne permettant pas ou peu la solubilisation des flavonoïdes, ou un mélange de ces solvants. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le solvant est un mélange eau/solvant organique contenant au moins 50% (v/v) d'eau. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le solvant est un mélange 30 eau/éthanol contenant au moins 90% (v/v) d'eau. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le solvant utilisé dans l'étape a) est maintenu à une température comprise entre 40 et 75°C. 35 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le solvant utilisé dans l'étape c) est un solvant organique, de l'eau, du dioxyde de carbone utilisé dans des conditions expérimentales permettant de solubiliser des flavonoïdes, ou un mélange de ces solvants. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le solvant est un mélange eau/éthanol contenant au moins 50% (v/v) d'éthanol. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que 10 le solvant utilisé dans l'étape c) est maintenu à une température comprise entre 30 et 100°C. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'extrait végétal obtenu à la suite de l'étape d) subit une clarification puis une filtration 15 à 0,5 �m.5