1.04.6 Composés phénoliques et caroténoïdes
Les composés phénoliques sont largement distribués dans les fruits et légumes et, en plus de leur rôle clé dans les plantes, ils sont également considérés comme des protecteurs de la santé humaine. En effet, il est prouvé que les phénoliques exercent des effets positifs dans l’hypertension, les maladies cardiovasculaires et d’autres maladies chroniques, qui sont spécialement associés à leurs propriétés antioxydantes (Pandey et Rizvi, 2009). Plus précisément, il a été prouvé qu’une alimentation enrichie en produits contenant différentes classes de polyphénols (comme les acides phénoliques, les flavonols, les proanthocyanidines, le resvératrol ou les anthocyanines) peut diminuer le risque de mortalité prématurée, les réponses inflammatoires, l’avancement du stress oxydatif induit par l’âge et une variété de maladies dégénératives (Sanchez-Moreno et al, 2009).
La bioaccessibilité des composés phénoliques des ingrédients est un point primordial affectant leurs nombreuses bioactivités (Carbonell-Capella et al., 2014). Dans ce sens, au cours des dernières années, la HPP est devenue un instrument important pour stimuler la bioaccessibilité de plusieurs composés bioactifs ayant une valeur économique pour l’industrie alimentaire et nutraceutique (Zhou et al., 2019). Dans cette ligne, la HPP est meilleure que les traitements thermiques sur la rétention des substances phénoliques, en particulier celles qui sont thermolabiles. Selon cela, plusieurs auteurs ont coïncidé dans le fait que la HPP à des températures douces a un impact minimal sur les niveaux d’anthocyanes de divers fruits et légumes (Barba et al., 2012 ; Barba et al., 2013), tandis que les processus réalisés à des températures plus élevées sont responsables de rendre les anthocyanes instables (Gopal et al., 2017).
La pulpe de tomate est une source importante d’antioxydants, qui peuvent être récupérés par HPP. Une étude récente a examiné les effets individuels et combinés de la manipulation à haute pression et de la polarité du solvant (mélange de solvants) sur le rendement d’extraction, les teneurs en lycopène et en flavonoïdes de cette matière alimentaire (Briones-Labarca et al., 2019). Les données ont indiqué que les variables sélectionnées (haute pression et mélange de solvants) ont influencé de manière significative les paramètres cibles. Dans les conditions optimales (extraction à 450 MPa et proportion d’hexane de 60 % dans le mélange de solvants), un rendement maximal de 8,71 % a été obtenu, ainsi que des teneurs en lycopène et en flavonoïdes de 2,01 mg QE/100 g FW et 21,52 mg QE/g FW, respectivement. De plus, les auteurs ont conclu que, en général, l’HPP améliore l’extractibilité de la capacité antioxydante (DPPH et FRAP), des flavonoïdes et des polyphénols totaux par rapport à l’extraction conventionnelle, la cataloguant comme une technique efficace.
De même, les résultats de Suwal et al. (2019) ont suggéré que l’HPP améliorait l’accessibilité des enzymes (cellulase et hémicellulase) pour modifier l’intégrité structurelle des cellules d’algues, facilitant l’extraction des polyphénols intracellulaires. L’application de la HPP sur les fruits de palmiers à huile a augmenté de manière significative le contenu phénolique total et les flavonoïdes des fractions phénoliques libres, estérifiées et liées à l’insoluble. En particulier, le traitement par pression a amélioré notamment les activités antioxydantes, l’inhibition des espèces intracellulaires réactives à l’oxygène et les effets cytoprotecteurs des trois fractions phénoliques (Zhou et al., 2019).
En attendant, ces dernières années, les sous-produits du raisin ont fait l’objet de plusieurs études car ils contiennent des quantités significatives de composés bioactifs, ainsi les effets de la HPP sur l’extraction des polyphénols de cette source ont également été évalués (Corrales et al., 2008, 2009). Ces résultats indiquent une augmentation significative des récupérations totales et individuelles d’anthocyanes après HPP par rapport à d’autres méthodes d’extraction communes potentiellement polluantes.
Le traitement HPP a également été utilisé pour obtenir quatre catéchines majeures (gallate d’épicatéchine, épigallocatéchine, gallate d’épigallocatéchine, épicatéchine) et l’acide gallique à partir d’une matière importante avec des composés antioxydants, le thé vert. En particulier, une évaluation comparative a été réalisée en utilisant des extractions aqueuses par solvant organique et par HPP à des pressions comprises entre 100 et 600 MPa. Les résultats indiquent que les récupérations de ces molécules fonctionnelles par HPP à 400 MPa et seulement 15 minutes étaient similaires à celles obtenues avec un solvant organique pendant 2 heures d’extraction (Jun et al., 2010). Cela signifie que non seulement des extractions plus élevées ont été obtenues en utilisant la HPP, mais aussi des temps de traitement nettement inférieurs, comme l’ont déjà suggéré Shouqin et al. (2005). Ces auteurs ont réalisé une extraction assistée par haute pression des flavonoïdes (500 MPa, température ambiante) de la propolis en seulement 1 min.
En ce qui concerne la récupération des caroténoïdes, Patras et al. (2009) ont étudié l’impact de la pression sur l’extraction de cet ingrédient de la purée de carottes. Après avoir appliqué des pressions de 600 MPa pendant 15 min, les auteurs ont détecté une augmentation significative des caroténoïdes totaux. De même, les purées de tomates soumises à des traitements HPP ont donné lieu à des rendements plus élevés en lycopène, comme le rapportent Krebbers et al. (2003) qui ont apprécié une couleur améliorée par rapport aux 40% de pertes de lycopène après une stérilisation conventionnelle, et Qiu et al. (2006) qui ont détecté la plus grande stabilité du lycopène avec 500 MPa. De même, les tranches de papaye ont également été utilisées comme matière première pour obtenir des caroténoïdes et la HPP a démontré être une technique appropriée pour augmenter leur contenu (De Ancos et al., 2007).
Il y a d’autres auteurs qui ont évalué la capacité de la HPP à améliorer l’extraction des caroténoïdes dans les boissons à base de fruits et de légumes, montrant des résultats prometteurs (Barba et al, 2015).
La HPP a été montrée pour récupérer plusieurs composés bioactifs à partir de matières végétales et de résidus de fruits, ce qui peut être une approche intéressante concernant l’économie circulaire ou même la minimisation des déchets alimentaires et la valorisation des aliments traditionnels. Par exemple, les composés phénoliques totaux et les flavonoïdes ont été extraits de l’épine-vinette et du deodeok coréens (Qadir et al. 2009 ; He et al. 2011), des graines de papaye (Briones-Labarca et al. 2015) et des pelures d’agrumes (Casquete et al. 2014, Casquete et al. 2015 ; M’hiri et al. 2014). Du lycopène et des caroténoïdes ont été extraits de déchets de tomates (Jun, 2006, Xi, 2006 ; Strati et al. 2015), de la pectine d’écorces d’orange (Guo et al., 2012) et de pomelo (Guo et al., 2014), de la mangiférine et du lupéol d’écorces de mangue (Ruiz-Montañez et al., 2014), des ginsénosides de ginseng (Shouqin et al. 2007 ; Lee et al, 2011), le salidroside des catéchines de rhodiola et la caféine du thé vert (Xi et al., 2011), la désoxyschisandrine et l’y-schisandrine de la baie de magnolia (Liu et al., 2009) et la podophyllotoxine et la 4′-déméthylpodophyllotoxine de la hance (Zhu et al., 2014). En général, l’extraction à haute pression augmente le rendement d’extraction par rapport aux méthodes thermiques traditionnelles. Les conditions optimales ont été examinées et discutées par Alexander et al, (2007) mais seront principalement dépendantes du composé cible à extraire et du matériel végétal utilisé pour les extractions. Ces extraits peuvent être ajoutés à d’autres produits alimentaires pour améliorer leur activité biologique.