Composition chimique des plantes aromatiques

Les plantes aromatiques 

Définitions

Plante aromatique aromatique:
C’est une plante qui contient suffisamment de molécules aromatiques dans un ou plusieurs de ses organes producteurs (feuilles, fleurs, fruits, graines, écorces, racines, rhizomes).

Composition chimique des plantes aromatiques  

La composition chimique des plantes aromatiques est complexe et est constituée de deux fractions : la fraction volatile formée par les huiles essentielles et une fraction non volatile.
➤ La fraction dite volatile est présente dans différents organes de la plante selon la famille ; elle est composée de métabolites secondaires générés dans les organes sécréteurs de la plante qui constituent l’huile essentielle, offrant à la plante une odeur caractéristique (Heinrich et al. 1983). Les essences sont regroupées en cinq classes: les alcools, les esters, les aldéhydes, les cétones, les lactones et les oxydes.
➤ La deuxième fraction dite non volatile de la plante, est composée essentiellement de coumarines, flavonoïdes (Cisowski, 1985), composés acétyléniques ainsi que de lactones sesquiterpéniques phénols ou polyphénols jouant un rôle fondamental dans l’activité biologique de la plante (Kubeczka et al. 1982).

Essence :
C’est la substance aromatique naturelle que secrète la plante dans ses organes producteurs (la fraction volatile).

Huiles essentielles

Selon la norme AFNOR [22], une huile essentielle est un produit obtenu à partir d’une matière première végétale :
❖ Soit par entraînement à la vapeur
❖ Soit par des procédés mécaniques à partir de l’épicarpe des Citrus
❖ Soit par distillation à sec.

C’est donc de l’essence distillée, dont les molécules se dispersent, s’ionisent et interagissent avec la vapeur d’eau, l’oxygène, l’ozone et les autres éléments constitutifs de l’air ambiant, tout en subissant les effets du rayonnement solaire. Sur le plan scientifique, les huiles essentielles sont des assemblages de molécules diverses, sous forme d’un mélange complexe de plusieurs dizaines de composés en proportions variables, ayant chacune leurs propriétés particulières.

Localisation de l’essence dans la plante aromatique 

Toutes les parties des plantes aromatiques peuvent contenir de l’huile essentielle, mais en proportion plus ou moins variable. L’essence est élaborée dans le végétal au niveau des:
➤Poils épidermiques, le froissement des feuilles libère un parfum.
➤Les organes sécréteurs sous-cutanés dont les cellules et les poches sécrétrices
➤Les canaux glandulaires schizogènes et schizolysigènes : ce sont des petites vacuoles encerclées de cellules allongées sur la feuille, et la feuille paraît percée de mille trous pour les structures schizogènes.

Concrètes et absolues

Les concrètes sont des concentrés aromatiques sous forme cireuse des extraits par solvant volatil du végétal.
Lesabsolues sont destinés uniquement à la parfumerie.

Oléorésines
Ce sont des substances visqueuses extraites d’épices séchées au moyen de solvants volatils non aqueux. Comme pour les concrètes, le solvant est chassé par l’évaporation partielle sous vide et à température modérée.

Propriétés insectifuge et insecticide

Une dizaine d’huiles essentielles sont répertoriées comme ayant ces propriétés, dont l’eugénol du clou de girofle, le citronellal de l’eucalyptus, le camphre du camphrier du Japon…

Propriété anti-inflammatoire (antiphlogistique) et propriété antihistaminique

Les molécules aromatiques sont aussi antiphlogistiques, elles sont susceptibles d’agir sur l’inflammation de différentes manières. Les aldéhydes peuvent être utilisés par voie externe ou interne. Quelques autres molécules actives sur ce sujet sont le thymoquinone de l’huile essentielle de Nigella sativa (Tekeoglu, 2007), l’α-humulène et le (-)-trans-caryophyllène, deux sesquiterpènes de l’huile essentielle de Cordia verbenaceae (Fernandes).

Les huiles essentielles à Madagascar

Historique et origine

La Biodiversité est une richesse de Madagascar et lui offrant un espace vert exceptionnel avec plus de 80% de plantes endémiques. Parmi les 12.000 espèces de la flore malgache, 110 espèces aromatiques, réparties dans 33 familles ont été recensées. Elles comprennent 58 espèces autochtones dont 89% sont endémiques, et 52 espèces introduites, dont la majorité (60%) provient de pays orientaux (Inde, Malaisie, Asie tropicale, Australie…) ; et 20 %, est originaire des pays tempérés de la Méditerranée et Europe occidentale et centrale. Ces plantes aromatiques peuvent être classées en trois principaux groupes :
➤ Les huiles essentielles traditionnelles : l’ail (Allium sativum), l’ylang-ylang (Cananga odorata) introduite dans le pays en 1905, le cinnamon (Cinnamomum verum) indigène de Sri Lanka ;
➤ Les huiles essentielles exportées à grande échelle (estimées à plus de 200 kg par an depuis 1927): le niaouli (Melaleuca viridiflora), le camphrier (Cinnamomum camphora) introduit dans le pays au 19ème siècle, le basilic (Ocimum basilicum) originaire d’Asie, le palmarosa (Cymbopogon martinii), le poivre (Piper nigrum) indigène de l’Inde et de l’Indonésie, le combava (Citrus histrix), le lemongrass (Cymbopogon flexuosus) originaire de l’Inde, le foraha (Callophyllum inophyllum)
➤ Les plantes aromatiques de valeur économique potentielle : le géranium (Geranium rosat), le patchouli (Pogostemon patchouli) originaire de l’Inde, l’Indonésie et les Philippines, introduit dans le pays en 1898, le vétiver (Vetiveria zizanoïdes), le radriaka (Lantana camara) originaire de l’Amérique du Sud, le longoza (Aframomum angustifolium), Eucalyptus (Eucalyptus citriodora et Eucalyptus globulus), le tagète (Tagetes minuta), les espèces du genre Citrus, introduites à Madagascar au 18ème Siècle, le gingembre (Zingiber officinalis Roscoe), le cyprès (Cupressus lusitanicus), l’ocimum (Ocimum gratissimum) .

Quelques exemples d’huiles essentielles les plus prisées et les plus connues dans l’île sont :
❖ L’huile essentielle de l’havozo ou hazomanitra (Agathophyllum aromaticum ou Ravensara aromatica), le plus connu
❖ L’Helichrysum bracteiferum
❖ L’Helichrysum gymnocephalum,
❖ le Vepris madagascarica,
❖ Le Croton anisatum.

Récolte des plantes aromatiques

Les plantes utilisées pour la distillation sont soit d’origine sauvage (idéales), soit cultivées. Les plantes cultivées doivent se rapprocher le plus de l’état sauvage pour ne pas modifier leurs caractéristiques aromatiques. C’est pour cela qu’il faut utiliser des huiles essentielles biologiques ou 100% pures et naturelles.

La période de récolte doit se faire au moment où la plante est le plus concentrée en molécules aromatiques ou « essence » ce qui varie en fonction de l’espèce et de différents facteurs, comme :
✦ Le stade végétatif : avant, pendant ou après la floraison.
✦ La météo : en un temps sec, pendant la saison de pluie…
✦ Le moment de la journée : après la rosée du matin, l’après midi.
✦ La phase de la lune.

Par conséquent, les années se suivant mais ne se ressemblant pas surtout du point de vue météo, les huiles essentielles sont donc différentes d’une année sur l’autre. Tout comme les vins, les huiles essentielles d’une même appellation donnent des « crus » différents.

Table des matières

INTRODUCTION
1ère PARTIE GENERALITES SUR LES HUILES ESSENTIELLES
Chap. 01 : Les plantes aromatiques
I- Définitions
I.1. Plante aromatique
I.2. Composition chimique des plantes aromatiques
I.3. Essence
I.4. Huiles essentielles
I.5. Localisation de l’essence dans la plante aromatique
I.6. Concrètes et absolues
I.7. Oléorésines
II- Propriétés et usages des huiles essentielles
II.1. Propriétés anti-infectieuses
II.2. Propriétés insectifuge et insecticide
II.3. Propriété anti-inflammatoire (antiphlogistique) et propriété antihistaminique
II.4. Propriétés anticatarrhales
II.5. Propriétés neurotropes
II.6. Propriétés vasculotrope et hémotrope
II.7. Propriétés antitumorales et propriétés antileucémiques
II.8. Propriété anticancéreuse
II.9. Propriétés indésirables et toxicité des composants aromatiques
III- Les huiles essentielles à Madagascar
III.1. Historique et origine
III.2. Récolte des plantes aromatiques
III.3. Ecologie et répartition géographique
Chap 02 : Technique d’extraction des huiles essentielles
I- Expression- Enfleurage
I-1- Expression ou pressage
I-2 Enfleurage
II- La distillation
II-1- Hydrodistillation
II-2- Hydrodiffusion ou percolation
II-3- Entraînement à la vapeur
III- Autres procédés d’extraction
III-1- Extraction par solvant volatil
III-2- Extraction au CO2 supercritique
III-3- Extraction à la micro-onde
Chap 03 : Les méthodes d’analyse des huiles essentielles
I. Identification des caractéristiques physico-chimiques
I.1 Caractéristiques organoleptiques
I.2 Caractéristiques physico-chimiques
II. Les techniques chromatographiques
II.1. Définition
II.2. Principe
II.3. Différents types de techniques chromatographiques
III. Les méthodes spectrales
III.1. La spectrométrie de masse
III.2. L’infrarouge
III.3. La résonnance magnétique nucléaire (RMN du proton et du carbone-13, RMN bidimensionnelle)
III.4. La spectroscopie ultra-violette
Chap. 04 : Rappels sur le transfert thermique et la mécanique des fluides
I- Ecoulement de fluide
• Fluide
• Régime d’écoulement
• Perte de charge
II. Transfert de chaleur
III. Le coefficient d’échange convective(h)
• Echange sans changement d’état
• Echange avec changement d’état
IV. L’écart moyen de température
V. Le coefficient global de transmission de chaleur
2ème PARTIE AMELIORATION D’UN ANCIEN ALAMBIC DE DISTILLATION
Chap. 05 : Caractéristiques de l’ancien alambic
I. Caractéristiques de l’ancien alambic
II. Amélioration et modifications apportées
II.1. Caractéristiques techniques
II.2. Caractéristiques thermiques
Chap. 06 : Dimensionnement d’un alambic de capacité moyenne (30 à 50 kg)
I. Le foyer
II. Chaudière-cucurbite
III. Condenseur
IV. Col de cygne
V. Calcul des pertes de charges
3ème PARTIE APPLICATION A L’EXTRACTION DES HUILES ESSENTIELLES D’HELICHRYSUM GYMNOCEPHALUM ET D’ATHANASIA BROWNII
Chap. 07 : Optimisation de l’extraction d’huile essentielle d’Helichrysum gymnocephalum
I- Description, propriétés et utilisations de la plante
I-1- Description de la plante
I-2- Propriétés et utilisation de la plante
II- Etudes antérieures sur les variabilités chimiques de l’huile
III- Extraction de l’huile essentielle d’Helichrysum gymnocephalum sur l’alambic de départ
IV- Etude cinétique d’extraction sur l’alambic modifié
IV-1- Définition
IV-2- A partir des feuilles fraîches
IV-3- Discussion
IV-4- A partir des feuilles partiellement séchées
IV-5- Interprétation
V- Analyse, et comparaison
Chap. 08 : Extraction et étude de la composition chimique de l’huile essentielle d’Athanasia brownii
I. Description de la plante
I.1. Récolte
I.2. Ecologie et répartition géographique du végétal
I.3. Biosystématique de la plante
I.4. Dénominations
I.5. Description botanique de la plante
II. Propriétés et utilisations en médecine traditionnelle
III. Extraction et analyse de l’huile obtenue
III-1- Extraction des feuilles fraîches du végétal
III-2- Analyse de la composition chimique de l’huile essentielle
IV. Discussion
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
REFERENCES WEBOGRAPHIQUES
ANNEXES

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