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L’huile d’arachide
L’arachide (Arachis hypogaea) est une plante herbacée annuelle de la famille des légumineuses (fabacées).
Comme la tige est plutôt rampante, la plante n’atteint que 30 à 60 cm de hauteur. Les inflorescences les plus basses vont s’enterrer dans le sol après la floraison, si bien que les fruits se développent sous la terre. Ces fruits appelées coques au plan commercial, sont des gousses de 3 à 4 cm de long contenant le plus souvent seulement deux graines. Les graines ont une teneur en huile comprise en 45 et 50% (figures 7 et 8) [4].
L’huile de CARAPA
Le Carapa procera est un arbre de 40 m de hauteur environ appartenant à la famille des méliacées. Ses fruits sont des capsules s’ouvrant en 5 valves et renfermant de grosses graines brunes pyramidales. Ces graines ont une teneur en huile en moyenne de 56% (figures 9 et 10) [5].
Plantes à fruits oléagineux
Les fruits oléagineux sont produits par des arbres dits oléifères (palmier, cocotier, avocatier, olivier…).
Palmier à huile
Le palmier à huile d’Afrique ou éléis de Guinée (Elaeis guineensis) est un arbre de la famille des Arécacées. La pulpe du fruit charnu (drupe) renferme près de 50 % de lipides qui constituent l’huile de palme (figures 11 et 12) [3].
Olivier
L’olivier (Olea europaea), arbre de la famille des Oléacées, domestiqué depuis 6000 ans à partir des variétés sauvages (oléastres) donne des fruits ou olives. L’olive est un fruit charnu (drupe) dont la pulpe est riche en lipides avec une teneur moyenne de 18,5% (figures 13 et 14) [3].
Cocotier
Le Cocotier (Cocos nucifera), palmier de la famille des Arécacées donne des fruits appelés noix de coco. Le fruit mûr est recouvert d’une épaisse couche de fibres ligneuses brunes qui entourent une noix composée d’une coque sphérique qui protège une amande blanchâtre comestible. Cette amande est l’albumen en partie liquide : le lait de coco ; et solide la pulpe, qui séchée donne le coprah. Ce coprah a une teneur en huile comprise entre 63 et 70% (figures 15 et 16) [3].
Différences entre huiles végétales et huiles essentielles
Les huiles végétales sont obtenues par pression des graines ou fruits du végétal qui sont à leurs origines. Ce sont des corps gras ; elles ont donc une texture huileuse et ont toutes des propriétés nourrissantes, protectrices, assouplissantes, régénératrices pour la peau par leur riche composition en divers acides gras et vitamines. Elles servent de base à l’incorporation d’huiles essentielles pour des soins spécifiques.
Les huiles végétales sont très nombreuses ; leur composition et leur parfum sont aussi variés que l’emploi qu’on peut en faire. Par contre, les huiles essentielles sont obtenues par distillation à la vapeur d’eau de différentes parties de la plante (écorces feuilles, fleurs, semences…). Elles n’ont pas de texture huileuse, on parle d’ « huile » essentielle qui en fait est le résultat de l’extraction de l’essence contenue dans les différents organes de la plante. Elles ont des propriétés très variées (toniques, digestives, apaisantes, relaxantes, cicatrisantes…). Les huiles essentielles ne sont miscibles que dans un corps gras (une huile végétale, un beurre) ou alcoolise (alcool de parfumerie). Autrement dit, elles flottent à la surface de l’eau car elles sont moins denses qu’elle.
Il est indispensable de bien distinguer les huiles végétales extraites des plantes oléagineuses des huiles essentielles qui proviennent des plantes aromatiques distillées. Puisque, les huiles essentielles sont, elles aussi, d’origine végétale, il serait plus juste de nommer les huiles végétales « huiles grasses ». Mais le terme « huile végétale » est communément accepté et reste donc employé [6].
Caractéristiques physicochimiques des huiles fixes.
Caractéristiques physiques des huiles fixes.
Densité
On appelle densité, le rapport du poids d’un certain volume d’un corps déterminé à celui du même volume d’eau pure dans les mêmes conditions de température.
En définitive la densité relative à 20°C d’une huile c’est le rapport de la masse d’un certain volume d’une huile à 20°C.
Elle permet de connaître le poids spécifique des huiles et varie de 0,915 à 0,964 [7].
La masse volumique d’une huile augmente avec la longueur moyenne des chaînes d’acides gras [8].
Point de fusion
Il permet d’apprécier le degré de pureté des huiles. Le point de fusion dépend de plusieurs paramètres : il augmente avec la longueur de la chaîne, diminue avec le nombre de double liaison cis pour une longueur de chaîne donnée et lorsque la longueur de la chaîne et le nombre de double liaison est identique le point de fusion d’un isomère cis est inférieur à celui d’un isomère trans.
Les huiles constituées de divers glycérides et d’impuretés, ne présentent pas de point de fusion net mais plutôt une zone de fusion s’étalant sur plusieurs degrés avec des anomalies (surfusion). Inversement, elles peuvent commencer à se troubler avant d’avoir atteint leur point de solidification (huile d’arachide) [7].
Le Point de fumée
Le point de fumée est la température à laquelle les graisses commencent à bruler, à fumer. C’est à ce moment que les graisses se décomposent et se dénaturent. Plus le point de fumée est élevé, plus l’huile sera résistante à la cuisson. Mélanger deux types d’huiles augmentera le point de fumée de la moins résistante [8].
Viscosité
La viscosité peut être définie comme une résistance à l’écoulement (à la déformation) d’un liquide soumis à une pesanteur. La viscosité d’un corps gras augmente avec le poids moléculaire et la longueur des chaînes carbonées et diminue avec l’augmentation du nombre d’insaturations et de la température [8].
La solubilité dans l’eau ou dans les solvants
Elle croît avec l’augmentation du degré d’insaturation. Les corps gras sont insolubles dans l’eau même à chaud et solubles dans les solvants organiques (hexane, éther…) mais peu solubles dans quelques alcools à froid [7].
La « tête » des acides gras qui porte la fonction carboxylique est polaire dans l’eau à un pH supérieur à 5,5, par contre la chaîne carbonée est apolaire (« queue » hydrophobe). Ceci impliquera que la solubilité dans l’eau des acides gras diminuera lors de l’augmentation du nombre de carbones : en-dessus de C4 et C5, les acides gras sont insolubles et s’organisent :
– soit en film moléculaire (mono ou bicouche, ou multicouche) à l’interface eau-air ;
– soit en micelles (émulsion) [8].
Les indices physiques
Il s’agit de la réfraction, de l’absorption dans UV et du pouvoir rotatoire. III.1.6.1 L’indice de réfraction
L’indice de réfraction (changement de direction de la lumière au passage d’un milieu à un autre) est utilisé pour l’identification et comme critère de pureté des huiles. Plus l’indice de réfraction d’un produit est près de la valeur attendue, plus sa pureté est grande. Cette pureté est définie dans des intervalles considérés comme acceptables, caractéristiques du groupe auquel appartient le corps gras. A 20°C les huiles siccatives ont des indices de réfraction compris entre 1,480 et 1,523. Les huiles semi siccatives ont des indices de réfraction compris entre 1,470 et 1,476 et les huiles non siccatives ont des indices de réfraction compris entre 1,468 et 1,470.
L’indice de réfraction lié à l’insaturation est influencé par de nombreux autres facteurs : acidité, degré de dilution, oxydation, polymérisation, existence de fonction secondaire sur les molécules [7].
Absorption dans l’UV
L’absorbance dans l’UV spécifique à la longueur d’onde 232 nm rend compte de l’oxydation primaire de l’huile. C’est un indicateur de la « fraîcheur » de l’huile. Les hydro peroxydes résultant du premier stade d’oxydation de l’huile peuvent être détectés par leur absorption dans l’UV aux environs de 232 nm. Puis, ces peroxydes évoluent avec le temps et conduisent à la formation de produits divers tels des cétones insaturés et des dicétones qui absorbent dans l’ultraviolet vers 270 nm. Le degré et le stade d’oxydation d’une huile peuvent donc être évalués par des coefficients d’absorption dans l’ultraviolet appelés absorbance spécifique K232 et K270 [8].
Caractéristiques chimiques des huiles fixes
Les huiles sont en général composées de lipides, de phospholipides et « d’insaponifiable ». Les lipides en sont les principaux constituants : ce sont des esters de différents acides gras avec le glycérol ou glycérine. Chaque ester est formé de 3 radicaux d’acides gras : ce sont les triglycérides.
La teneur en ces différents acides gras caractérise les différentes huiles [9].
L’indice d’acide
Afin de déterminer si un acide gras n’est pas détérioré, on calcule la concentration d’acides libres qu’il contient, et plus particulièrement la masse de potasse nécessaire pour neutraliser ces acides libres. L’indice d’acide est exprimé en mg. Quand un acide gras n’est pas détérioré, il contient peu d’acides libres. A l’inverse on peut observer une élévation des acides libres dans un acide gras détérioré. Cette élévation est liée à la transformation des triglycérides en glycérol [10].
On n’effectue généralement pas la caractérisation qualitative des acides gras libres. Toutefois il est évident que l’on devra toujours vérifier l’absence d’acides minéraux libres. La teneur des matières grasses en acides gras libres est extrêmement variable, elle est très fortement influencée par le mode d’obtention de la matière grasse, par son âge et par son mode de conservation [11].
L’indice de saponification
L´indice de saponification (IS) affiche le taux d´acidité fixe et libre d´un lipide. Il indique combien de mg d´hydroxyde de potassium sont nécessaires pour saponifier 1 g d´huile ou de graisse. Plus la masse molaire d´un lipide est basse, plus l´indice de saponification est élevé [11].
Les graisses et huiles peuvent se diviser en trois classes, suivant leur indice de saponification.
Indice de saponification bas, de 171 à 183, généralement voisin de 175 ; c’est le groupe des huiles de colza, de ricin, de pépins de raisin.
Indice de saponification moyen, voisin de 193 ; c’est la grande majorité des graisses et huiles.
Indice de saponification élevé, de 205 à 290, dû à la présence d’une quantité notable d’acides volatils. C’est le cas du beurre, de certaines huiles de poissons, telles que celles de dauphin et sardines; et des huiles du groupe de l’huile de coco [11].
L’indice d’iode
L’indice d’iode exprime la quantité d’halogène en %, exprimée en grammes, qu’une graisse est capable d’absorber. Il donne une indication sur la teneur de la graisse examinée en acides gras non saturés.
Dans toute l’analyse des graisses, c’est l’indice d’iode qui représente la constante la plus utile. C’est sur sa valeur que repose l’importante division des huiles végétales en huiles siccatives, semi-siccatives et non-siccatives.
On classe comme siccatives les huiles dont l’indice d’iode est compris entre (200 et 130). Les représentants principaux de ce groupe sont les huiles de lin, de pavot et de bois.
L’indice d’iode des huiles semi-siccatives est compris entre 130 et 95. Les principales de ces huiles sont celles de sésame, de coton et de colza.
Les huiles dont l’indice est inférieur à 95 sont dites non siccatives. À ce groupe appartiennent notamment les huiles d’olive, d’arachide, de ricin [11].
L’indice de peroxyde
L’indice de peroxyde s’intéresse au nombre d’oxygène actif dans les chaînes organiques d’un corps gras (lipides, acides gras libres, mono-, di- et triglycérides) ou d’une résine. Cet oxygène actif peut être sous forme d’époxyde ou sous forme d’hydro peroxyde.
Cet indice permet d’évaluer le degré d’oxydation des acides gras insaturés de la matière grasse (rancissement). Plus celui-ci est élevé, plus la matière grasse est oxydée. Cependant, cet indice n’est qu’un indicateur de début d’oxydation : celui-ci augmente pour atteindre un pic puis diminue avec l’état d’oxydation avancée. Les peroxydes forment alors des composés aldéhydiques volatils (exemple : éthane dial ) et non volatils (aldéhydes à longue chaîne carbonée). Ces composés peuvent être (pour les aldéhydes à longue chaîne) reliés à un autre indice, l’indice d’anisidine qui prend en compte les composés aldéhydiques non volatils [10].
L’indice d’éther
L’indice d’éther mesure la teneur en triglycérides et autres éthers d’acides gras. Sont impropres à la consommation humaine les huiles et les graisses dont : la teneur en composés polaires est supérieure à 25% ou la teneur en polymères de triglycérides est supérieure à 14% [13].
L’indice de REICHERT-MEISSL, l’indice de POLENSKE et l’indice de KIRSCHNER
Les acides gras volatils, de bas poids moléculaires, peuvent être estimés par les indices de REICHERT (acide gras volatils solubles), de POLENSKE acides gras volatils insolubles) et de KIRSCHNER (acide gras butyrique). Tous ces indices s’expriment en mm3 de solution de soude à 0,01N nécessaire pour neutraliser les acides gras distillés à partir de 5 g de graisse dans des conditions bien définies [14].
L’indice d’hydroxyle et l’indice d’acétyle
L’indice d’hydroxyle est le nombre de milligrammes d’hydroxyde de potassium nécessaires pour neutraliser l’acide acétique capable de se combiner par acétylation avec un gramme de substance [14].
L’indice d’acétyle est le nombre de milligrammes d’hydroxyde de potassium nécessaire pour neutraliser l’acide acétique obtenu lorsqu’un gramme de corps gras acétylé est saponifié. L’acétylation est réalisée par l’anhydride acétique en présence de pyridine [14].
Ces indices rendent compte des fonctions alcools non estérifiées dans un corps gras, des mono glycérides et des acides gras hydroxylés dans un corps gras [14].
Analyse des huiles
Chromatographie en phase gazeuse (CPG)
L’analyse débute à l’instant où on introduit une très petite quantité de l’échantillon, sous forme liquide ou gazeuse, dans l’injecteur, qui a la double fonction de le porter à l’état de vapeur et de l’amener dans le flux gazeux en tête de la colonne. Celle-ci se présente comme un tube de faible section enroulé sur lui-même, de 1 à plus de 100 m de longueur suivant les cas et contenant la phase stationnaire. Cette colonne est placée dans une enceinte à température régulée. Elle peut servir à des milliers d’injections successives. La phase gazeuse qui a traversé la colonne passe dans un détecteur avant de sortir à l’air libre. Certains modèles de chromatographes ont une alimentation autonome ainsi qu’une taille réduite pour faciliter l’emploi en milieu extérieur, sur le terrain [15].
Chromatographie liquide haute performance (CLHP)
La chromatographie liquide haute performance, souvent désignée par son abréviation CLHP (HPLC en anglais), constitue une technique analytique très générale d’emploi. Elle dérive de la forme la plus ancienne de la chromatographie liquide sur colonne dont les performances, en termes de sélectivité et de résolution, se sont trouvées grandement améliorées par la miniaturisation et l’utilisation de phases stationnaires très élaborées. Ces phases, constituées de la réunion de microparticules sphériques dont le diamètre est compris entre 2 et 5 micromètres ou de matériaux monolithiques poreux conduisent à une perte de charge importante dans la colonne. Il faut donc exercer sur la phase mobile une forte pression pour obtenir un débit convenable. Pour marquer cette particularité de la technique, la lettre P du sigle CLHP a pendant longtemps correspondu au mot pression [15].
Chromatographie sur couche mince (CCM)
La séparation par chromatographie planaire des constituants de l’échantillon est réalisée sur une fine couche (100−200 µm) de phase stationnaire, généralement à base de gel de silice, déposée sur une plaque rectangulaire de verre, de plastique ou d’aluminium, de quelques centimètres de côté. Pour maintenir la phase stationnaire sur le support et assurer la cohésion des particules, un liant organique est incorporé au cours de la fabrication de la plaque [15].
Electrophorèse capillaire
L’électrophorèse capillaire correspond à une adaptation de la méthode générale d’électrophorèse. Cette technique séparative repose sur la migration dans un champ électrique et au contact d’un support approprié, des espèces présentes dans l’échantillon en solution, porteuses ou non d’une charge électrique globale [15].
Spectrométrie d’absorption de l’ultraviolet et du visible
Ce domaine spectral est divisé en trois plages de longueurs d’onde appelées proche UV (185-400 nm), visible (400-700 nm) et très proche infrarouge (700-1 100 nm). La plupart des spectromètres vont de 185 à 900 nm. La limite inférieure des appareils dépend à la fois de la nature des matériaux optiques utilisés et de la présence ou non sur le trajet optique de l’air ambiant, sachant que le dioxygène et la vapeur d’eau absorbent de manière intense en dessous de 190 nm. Quelques instruments, à condition d’opérer sous vide, peuvent atteindre 150 nm avec des échantillons pris à l’état gazeux. C’est le domaine de l’ultraviolet et du visible.
L’absorption lumineuse a pour origine l’interaction des photons de la source lumineuse avec les ions ou molécules de l’échantillon. Ainsi lorsqu’une molécule isolée absorbe un photon de l’UV/Visible, l’énergie correspondante est captée par un ou plusieurs de ses électrons superficiels [15].
Spectrométrie de masse (SM)
La spectrométrie de masse est basée sur la détermination des masses des molécules ou atomes présents dans l’échantillon étudié. Pour arriver à ce résultat, on commence par transformer une très petite quantité du composé à analyser en ions par un moyen adapté (bombardement avec des électrons, des atomes, des photons…). Ces ions sont alors soumis, sous un très bon vide, à l’action d’un champ électrique et /ou magnétique selon les cas.
Les forces qui s’exercent sur ces ions permettent de déterminer leur rapport masse /charge, donc éventuellement leur nature [15].
Spectrométrie de résonnance magnétique nucléaire (RMN)
La résonance magnétique nucléaire a donné son nom à une méthode exceptionnelle pour résoudre les problèmes de détermination de structure des composés moléculaires organiques et de certains types de matériaux inorganiques. Les spectromètres de RMN sont donc souvent localisés dans les laboratoires de recherche, mais il existe d’autres appareils de mise en œuvre simplifiée faisant appel à ce même phénomène pour des applications de routine. La RMN tire des informations de l’interaction qui peut apparaître entre les noyaux des atomes présents dans l’échantillon quand on le soumet à un champ magnétique intense et constant produit par un aimant.
Le document de base, fourni par ces appareils, est le spectre de RMN. Il s’agit d’un diagramme représentant des signaux de résonance. Pour produire ces signaux, on utilise conjointement un second champ environ 10 000 fois plus faible que le précédent, en faisant appel à une source de radiations électromagnétiques du domaine des radiofréquences.
Le spectre RMN résulte de l’absorption par l’échantillon de certaines des fréquences envoyées par cette source électromagnétique. L’interprétation des signaux (position, aspect, intensité), conduit à un ensemble de renseignements sur l’échantillon, d’autant plus facilement interprétables s’il s’agit d’un composé pur.
Pour comprendre l’origine de ces spectres, très différents des spectres optiques classiques, il faut faire appel au spin des noyaux [15].
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : Généralités sur les huiles végétales et Carapa procera
I Les huiles végétales
I.1 Définition
I.2 Types de plantes à huiles
I.2.1 Plantes à graines oléagineuses
I.2.1.1 L’huile de Tournesol
I.2.1.2 L’huile de Colza
I.2.1.3 L’huile de Lin
I.2.1.4 L’huile d’arachide
I.2.1.5 L’huile de CARAPA
I.2.2 Plantes à fruits oléagineux
I.2.2.1 Palmier à huile
I.2.2.2 Olivier
I.2.2.3 Cocotier
II Différences entre huiles végétales et huiles essentielles
III Caractéristiques physicochimiques des huiles fixes.
III.1 Caractéristiques physiques des huiles fixes.
III.1.1 Densité
III.1.2 Point de fusion
III.1.3 Le Point de fumée
III.1.5 La solubilité dans l’eau ou dans les solvants
III.1.6 Les indices physiques
III.1.6.1 L’indice de réfraction
III.1.6.2 Absorption dans l’UV
III.2 Caractéristiques chimiques des huiles fixes
III.2.1 L’indice d’acide
III.2.2 L’indice de saponification
III.2.3 L’indice d’iode
III.2.4 L’indice de peroxyde
III.2.5 L’indice d’éther
III.2.6 L’indice de REICHERT-MEISSL, l’indice de POLENSKE et l’indice de KIRSCHNER
III.2.7 L’indice d’hydroxyle et l’indice d’acétyle
IV Analyse des huiles
IV.1 Chromatographie en phase gazeuse (CPG)
IV.2 Chromatographie liquide haute performance (CLHP)
IV.3 Chromatographie sur couche mince (CCM)
IV.4 Electrophorèse capillaire
IV.5 Spectrométrie d’absorption de l’ultraviolet et du visible
IV.6 Spectrométrie de masse (SM)
IV.7 Spectrométrie de résonnance magnétique nucléaire (RMN)
V Carapa procera
V.1 Aspect Botanique de Carapa procera
V.1.1 Description botanique de Carapa procera
V.1.2 Répartition géographique du genre Carapa
V.1.3.1 Etude systématique
V.1.3.2 Etude taxonomique
V.2 Composition de l’huile d’amande de Carapa procera
V.2.1 Composition des graines
V.2.2 Composition de l’huile de Carapa
V.3 Usages de Carapa
V.3.1 Utilisations en Afrique
V.3.2 Utilisations en Amérique du sud
V.4 Propriétés pharmacologiques
DEUXIEME PARTIE : Travail expérimentale
I OBJECTIFS
II MATERIEL ET METHODE
II.1 Matériel
II.1.1 Matière végétal
II.1.2 Matériel de laboratoire
II.1.3 Réactifs utilisés
II.2 Méthodes
II.2.1 Extraction de l’huile à partir des graines d’amande de Carapa procera
II.2.1.1 Prétraitement des graines
II.2.1.2 Broyage en particules de taille moyenne
II.2.1.3 Broyage en poudre fine
II.2.1.4 Extraction à chaud
II.2.2 Etude des indices caractéristiques
II.2.2.1 Détermination de l’indice d’acide ou d’acidité
II.2.2.1.2 Mode opératoire
II.2.2.1.3 Expression des résultats
II.2.2.1.4 Interprétation des résultats (indice d’acide)
II.2.2.2 Indice peroxyde pharmacopée
II.2.2.2.1 Principe
II.2.2.2.2 Mode opératoire
II.2.2.2.3 Expression des résultats
II.2.2.2.4 Interprétation des résultats (peroxyde)
II.2.3 Etude de stabilité
II.2.4 Conservation des huiles
III Résultats
III.1 Pourcentage de perte en masse par rapport aux noix
III.2 Rendement d’extraction
III.3 Détermination des indices de qualités
III.3.1 Variation de l’indice d’acide en fonction de l’exposition ou non au soleil
III.3.2 Variation de l’indice de peroxyde en fonction de l’exposition ou non au soleil
IV Discussion
CONCLUSION
REFERENCES
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