Télécharger le fichier original (Mémoire de fin d’études)
GENERALITES SUR LES HUILES ESSENTIELLES
Huiles essentielles
Définition
Une huile essentielle est un produit obtenu à partir d’une matière première végétale, par divers procédés notamment par entraînement à la vapeur et par des procédés mécaniques à partir de l’épicarpe desCitrus. L’huile essentielle est ensuite séparée de la phase aqueuse par des procédés physiques.
Procédés d’obtention
Par entraînement à la vapeur d’eau
Hydrodistillation simple
Elle consiste à immerger directement le matériel végétal à traiter (intact ou éventuellement broyé) dans un alambic rempli d’eau qui est ensuite portée à ébullition. Les vapeurs hétérogènes (eau et huile essentielle) sont condensées sur une surface froide et l’huile essentielle se sépare par différence de densité.
Distillation à vapeur saturée
Le végétal n’est pas en contact avec l’eau : la vapeur d’eau est injectée au travers de la masse végétale disposée sur des plaques perforées. Pour raccourcir le temps de traitement, limiter l’altération des constituants de l’huile essentielle et économiser l’énergie, il est possible de travailleren surpression modérée (1 à 3 bars). La conséquence de la surpression étant une augmentation de la température, la qualité du produit peut en souffrir.
La distillation à vapeur saturée peut également être conduite en continu, dans des installations automatisées.
Hydrodiffusion
Cette technique consiste à pulser de la vapeur d’eau à très faible pression (0.02-0.15 bar) à travers la masse végétale, du haut vers le bas. La composition des produits obtenus est qualitativement sensiblement différente de celle des produits obtenus par les méthodes classiques.
Par expression des épicarpes de Citrus
Alors que les huiles essentielles résultant de l’entraînement à la vapeur d’eau sont obtenues pratiquement à partir de toutes les parties de la plante, l’expression n’est effectuée que sur le péricarpe de certains fruits, en fait sur ceux du genre Citrus.
Le principe de cette méthode est très simple : les « zestes » sont dilacérés et le contenu des poches sécrétrices qui ont été rompues est récupéré par un procédé physique.
Le procédé classique consiste à exercer, sous un courant d’eau, une action abrasive sur la surface du fruit. Après élimination des déchets solides, l’huile essentielle est séparée de la phase aqueuse par centrifugation.
Concrète, pommade florale, résinoïde et absolue
Définitions
L’essence concrète ou concrète est un extrait à odeur caractéristique, obtenu à partir d’une matière première fraîche d’origine végétale, par extraction au moyen d’un solvant non aqueux.
La pommade florale est un corps gras parfumé obtenu à partir de fleurs soit par « enfleurage à froid » (c’est la diffusion des cons tituants odorants des fleurs dans le corps gras), soit par « enfleurage à chaud » (c’est la digestion ou immersion des fleurs dans le corps gras fondu).
Le résinoïde est un extrait à odeur caractéristique, obtenu à partir d’une matière première sèche d’origine naturelle, par extraction à l’aide d’un solvant non aqueux.
L’essence absolue ou absolue est un produit ayant une odeur caractéristique, obtenu à partir d’une concrète, d’une pommade florale ou d’un résinoïde par extraction à l’éthanol à température ambiante. La solution éthanolique obtenue est généralement refroidie et filtrée dans le but de supprimer les cires ; l’éthanol est ensuite éliminé par distillation.
Procédés d’obtention
Extraction par les solvants
L’extraction proprement dite est généralement précédée d’une division de la drogue : contusion des organes frais, flétris ou demi-desséchés, hachage des drogues herbacées, concassage des racines et rhizomes, réduction en coupeaux des bois. L’opération est conduite dans des installations (ex : extracteur de type Soxhlet).
Le choix du solvant est influencé par des paramètres techniques et économiques : sélectivité (pouvoir solvant à l’égard des constituants), température d’ébullition (pas trop élevée pour permettre son élimination totale, pas trop faible pour éviter les pertes et donc une élévation des coûts), sécurité de manipulation (si possible non toxique et ininflammable), etc.
Les solvants les plus utilisés sont les hydrocarbures aliphatiques : éther de pétrole, hexane, propane ou butane liquides. On a également recours aux solvants halogénés (dérivés chlorés et fluorés du méthane et de l’éthane) et à l’éthanol, ce dernier étant surtout utilisé pour l’obtention d’absolues et de résinoïdes lavés. Après l’extraction, le solvant est distillé. En fin d’opération, le solvant qui imbibe la masse végétale est récupéré par injection de vapeur d’eau dans celle-ci.
Procédés utilisant les huiles et les graisses
Ces procédés mettent à profit la liposolubilité des composants odorants des végétaux dans le corps gras. Dans la technique dite de « l’enfleurage », l’extraction se fait par diffusion à froid vers le corps gras et dans celle dite de la « digestion » se pratique à chaud par immersion des organes végétaux dans le corps gras fondu (on parle couramment d’enfleurage à chaud). Le produit obtenu est une pommade florale.
Le procédé classique, très ancien et maintenant abandonné, consistait à déposer les fleurs sur des plaques de verre recouvertes d’une mince couche de graisse. Le parfum exhalé par les fleurs se dissolvait dans le corps gras. Périodiquement, les fleurs étaient éliminées et remplacées par des fleurs fraîches jusqu’à saturation du corps gras. Le lavage de ce dernier conduisait directement à une absolue.
L’extraction par un corps gras fondu, toujours pratiqué, n’est à la limite qu’un cas particulier de l’extraction par un solvant.
Extraction par les gaz supercritiques
Si plusieurs gaz peuvent en théorie être utilisés, l’intérêt s’est porté exclusivement sur le dioxyde de carbone (CO2) ce qui s’explique si l’on considère ses atouts : c’est un produit naturel, inerte chimiquement, ininflammable, strictement non toxique, facile à éliminer totalement, aisément disponible, sélectif, etc.
– Etat supercritique :
L’état supercritique est l’état de la matière définpar une température et une pression minimales (point critique). Dès qu’un corps est soumis à une température et une pression supérieures à celles de son point critique, il se trouve à l’état supercritique.
L’anhydride carbonique (CO2) sous forme supercritique se trouve sous les conditions suivantes : T > 31° et P > 73,8 . Ce fluide supercritique est un mélange homogène de gaz et de liquide (c’est-à-dire formant une seule phase).
– Principe de l’extraction :
Le courant de C02 supercritique passe dans la masse végétale. Par augmentation de la pression il fait éclater les poches à essences et entraîne les substances aromatiques. Le C02 chargé en soluté est ensuite détendu dans un séparateur, il devient alors gazeux et de pouvoir solvant nul. Le soluté précipite au fond du séparateur. Diverses études tendent à prouver que ce procédé respecterait intégralement l’essence originelle.
Les extraits au CO2 se caractérisent par :
– Une absence de solvant résiduel ;
– Une extraction à froid (à basse température) ;
– Un profil organoleptique plus proche de la nature que les extraits traditionnels.
Oléorésines d’épices [24] [26] [30]
Les oléorésines sont des produits aromatiques visqueux obtenus à partir des épices (vanille, poivre, gingembre) par extraction au solvant. L’appareil couramment utilisé est l’extracteur de SOXHLET. Elles sont un mélange de constituants volatils et non volatils. Leur composition dépend largement du type de solvant utilisé.
Citons comme exemple l’oléorésine de gingembre qui est un liquide de couleur marron foncé, d’odeur caractéristique et de saveur piquante. SINGH G. et al. [30] a montré dans le tableau suivant la composition chimique par CPG/SM de quatre oléorésines issues des solvants : isooctane-tétrachlorure de carbone- éthanol et méthanol.
L’ordre de polarité croissant de ces solvants est le suivant : isooctane, CCl4, éthanol et méthanol. On peut dire que la composition chimique des oléorésines varie suivant la polarité des solvants utilisés. Pour le solvant le moins polaire (isooctane) on obtient souvent des traces. Alors que la plupart des constituants de l’oléorésine se trouvent dans l’extrait obtenu à partir du solvant moyennement polaire (CCl4).
L’eugénol (49.8%) est le composant majeur dans l’oléorésine extrait à l’éthanol pendant que dans les trois autres oléorésines, le zingérone est le composant majoritaire : 33.6%, 33.3% et 30.5% pour les oléorésines extrait au méthanol, CCl4 et isooctane respectivement. Ainsi, la composition chimique de l’oléorésine dépend de la nature du solvant utilisé pour l’extraction.
En résumé, le choix des solvants d’extraction est nfluencéi par des paramètres techniques, biologiques et économiques : sélectivité, inertie chimique, température d’ébullition et toxicité. Ce dernier paramètre induit les problèmes des résidus dans le produit final. Pour le cas du gingembre, l’éthanol est le solvant approprié et recommandé dans l’obtention des extraits destinés àl’alimentation.
Caractérisation des huiles essentielles
Elle est nécessaire pour évaluer la qualité de l’huile essentielle. Elle comprend : les caractéristiques organoleptiques et les caractéristiques physico-chimiques.
Caractéristiques organoleptiques
Elles décrivent les impressions perçues par les organes de sens. Ce sont la saveur, l’odeur, l’aspect et la couleur de l’huile essentielle.
Caractéristiques physico-chimiques
Ces caractéristiques physico-chimiques sont les indices physiques et les indices chimiques de l’huile essentielle.
Indices physiques
Ce sont la densité, l’indice de réfraction et le pouvoir rotatoire. Ces divers indices sont liés à la composition chimique de l’huile.
Indices chimiques
Ce sont les indices qui permettent de quantifier certains constituants de l’huile essentielle en dosant par une méthode chimique certains groupements fonctionnels.
Composition chimique des huiles essentielles [6] [41]
Les huiles essentielles sont des mélanges complexes et variables de constituants qui appartiennent, de façon quasi exclusive, à deux groupes caractérisés par des origines biogénétiques distinctes : le groupe des terpénoïdes d’une part et des composés aromatiques dérivés du phénylpropane (C-C ) d’autre part.
Terpénoïdes
Dans le cas des huiles essentielles, seuls seront rencontrés les terpènes les plus volatils c’est-à-dire ceux dont la masse moléculaire n’est pas trop élevée, ils répondent à la formule générale (C5H8) n. Suivant les valeurs de n, on a le les monoterpènes (n=2), les sesquiterpènes (n=3). Monoterpènes. Les carbures sont presque toujours présents. Ils peuvent être acycliques, monocycliques ou bicycliques. Ils constituent parfois plus de 90% de l’huile essentielle (Citrus, térébenthines).
La réactivité des cations intermédiaires justifie ’existencel de nombreuses molécules fonctionnalisées : alcools, aldéhydes, cétones, ester, éthers, peroxydes, phénols.
Sesquiterpènes. Les variations structurales dans cette série sont de même nature que dans le cas précédent : carbures, alcools, cétones étant les plus fréquents mais il peut aussi y avoir des aldéhydes et des esters. Il convient de remarquer que l’allongement de la chaîne accroît le nombre des clisationsy possibles, d’où la très grande variété des structures connues.
Composés aromatiques
Les dérivés du phénylpropane sont beaucoup moins réquentsf que les précédents. Ce sont très souvent des allyles et propénylphénols, parfois des aldéhydes, caractéristiques de certaines huiles essentielles. On peut également rencontrer dans les huiles essentielles des composés en C6-C1.
Composés d’origines diverses
Compte tenu de leur mode de préparation, les huiles essentielles peuvent renfermer divers composés aliphatiques, généralement de faible masse moléculaire, entraînables lors de l’hydrodistillation : carbures(linéaires et ramifiés, saturés ou non, rarement spécifiques), acides (C3 à C10), alcools, aldéhydes, esters acycliques, lactones. Les produits azotés ou soufrés, caractéristiques des produits torréfiés, grillés ou rôtis, sont exceptionnels dans les produits naturels.
Dans les concrètes, il n’est pas rare de trouver des produits de masse moléculaire plus importante, non entraînables à lavapeur d’eau : homologues des phénylpropanes, diterpènes, coumarines, etc.
Production des huiles essentielles à Madagascar et leur exportation
Production des huiles essentielles à Madagascar
Madagascar est un pays qui regorge de plantes aromatiques. De ce fait, il produit des huiles essentielles très diversifiées dont en voici quelques exemples : Tableau 7 : Quelques huiles essentielles produites à Madagascar
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LA PLANTE ZINGIBER OFFICINALE ROSCOE
I.1. Historique
I.2. Botanique de la plante
I.2.1. Biosystématique du gingembre
I.2.2. Dénominations
I.2.3. Variétés
I.2.4. Description botanique
I.3. Distribution géographique
I.3.1. Dans le monde
I.3.2. A Madagascar
I.4. Ecologie
I.4.1. Exigences climatiques
I.4.2. Exigences pédologiques
I.4.3. Pédologie et climatologie de l’Est : région la plus productive en gingembre à Madagascar
I.5. Cycle végétatif
I.6. Production mondiale et locale de gingembre
I.7. Marché mondial et local de gingembre
I.8. Composition chimique du rhizome de gingembre
I.9. Propriétés et utilisations
I.9.1. Propriétés pharmacologiques
I.9.2. Utilisations
I.10. Précautions
I.11. Différentes transformations du gingembre à Madagascar
CHAPITRE II : GENERALITES SUR LES HUILES ESSENTIELLES
II.1. Huiles essentielles
II.1.1. Définition
II.1.2. Procédés d’obtention
II.2. Concrète, pommade florale, résinoïde et absolue
II .2.1. Définitions
II.2.2. Procédés d’obtention
II.3. Oléorésines d’épices
II.4. Caractérisation des huiles essentielles
II.4.1. Caractéristiques organoleptiques
II.4.2. Caractéristiques physico-chimiques
II.5. Composition chimique des huiles essentielles
II.5.1. Terpénoïdes
II.5.2. Composés aromatiques
II.5.3. Composés d’origines diverses
II.6. Production des huiles essentielles à Madagascar et leur exportation
II.6.1 Production des huiles essentielles à Madagascar
II.6.2 Evolution de l’exportation des huiles essentielles allant de l’année 2005 à
l’année 2009
CHAPITRE III : TRAVAUX ANTERIEURS SUR L’HUILE ESSENTIELLE DE ZINGIBER OFFICINALE ROSCOE
III.1. Localisation de l’huile essentielle de Zingiber officinale Roscoe
III.2. Propriétés organoleptiques de l’huile essentielle de Zingiber officinale à Madagascar et dans le monde
III.3 Propriétés physico-chimiques de l’huile essentielle de Zingiber officinale à Madagascar et dans le monde
III.4. Composition chimique de l’huile essentielle de Zingiber officinale Roscoe dans le monde
III.5. Composition chimique de : l’huile essentielle de Zingiber officinale Roscoe à Madagascar
III.6. Propriétés et applications de l’huile essentielle de gingembre (Zingiber officinale)
III.6.1 Propriétés
III.6.2 Applications
DEUXIEME PARTIE : ETUDE EXPERIMENTALE
CHAPITRE IV : ETUDE DE L’HUILE ESSENTIELLE DE ZINGIBER OFFICINALE ROSCOE
IV.1. Matériel végétal
IV.2. Extraction de l’huile essentielle
IV.3. Rendement
IV.4. Caractéristiques organoleptiques
IV.5. Détermination des indices physico-chimiques
IV.5.1. Indices physiques
IV.5.2 Indices chimiques
IV.6. Analyse chromatographique de l’huile essentielle obtenue
IV.6.1. Matériel et méthode
IV.6.2. Composition chimique de l’huile essentielle de Zingiber officinale
IV.7. Cinétique d’extraction
CHAPITRE V : ETUDE DE LA VARIABILITE DE LA COMPOSITION DE L’HUILE ESSENTIELLE DE ZINGIBER OFFICINALE DE MADAGASCAR SELON LA PERIODE DE RECOLTE
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
REFERENCES WEBOGRAPHIQUES
