Polymeres noirs d’acide citrique

Nous entretenons avec nos cheveux un rapport vraiment particulier, ils expriment beaucoup de particularités : personnalité, juvénilité, vitalité, etc., et ont un rôle esthétique essentiel. De nos jours, on se penche de plus en plus sur la brillance des cheveux pour une qualité plus saine, ce qui fait partie de la vie quotidienne de beaucoup d’entre nous. Actuellement, il est difficile de redonner de la brillance et de l’éclat aux cheveux. Ils sont souvent secs, rêches et difficiles à coiffer. La perte de la brillance de la chevelure est principalement due à l’altération de la tige des cheveux et de leurs cuticules. Cette altération qui peut être entraînée par une carence alimentaire, par des agressions mécaniques (brossage trop violent, sèche-cheveux ou produits coiffants), par les rayons du soleil, le stress, par la pollution de l’environnement ou encore à cause d’eau trop calcaire. Sur ce, une solution existe : une recette contenant des polymères noirs d’acide citrique et de bêtacarotène ayant des caractéristiques satisfaisant aux demandes. Le sujet de notre travail alors, concerne sur l’étude de la valorisation du polymère noir d’acide citrique (PN) comme additifs nutritifs et énergétiques pour une meilleure qualité de la chevelure. Mais qu’est ce qui différencierait ce produit des autres produits ? En effet, les molécules de polymères noires d’acide citrique et de bêtacarotène avec l’eau peuvent franchir facilement la cuticule et se retenir sur la cuticule riche en lipides puis sont eux même retenues dans le cortex et la moelle. Ainsi, les polymères noirs et les bêtacarotènes peuvent favoriser la qualité et la viabilité des cheveux au niveau du cortex et de la moelle.

Bibliographie sur l’acide citrique

Historique 

La découverte de l’acide citrique est attribuée à l’alchimiste persan Jabir Ibn Hayyan (VIIIe siècle). En 1784, un chimiste suédois nommé Carl Wilhelm Scheele, a isolé pour la première fois l’acide citrique à partir de la cristallisation du jus de citron. En 1890, la production industrielle de l’acide citrique commença en Italie. Et c’est en 1893 que l’allemand Carl Wehmer découvrit qu’une souche de Penicillium pouvait produire de l’acide citrique à partir du saccharose. Mais ce n’est qu’en 1916 et 1917 qu’Alphonse Cappuyns, étudiant à Louvain, et James Currie, aux Etats-Unis, commencèrent à étudier la production d’acide citrique par voie biologique en utilisant la moisissure Aspergillus Niger. Et actuellement, la principale voie de production industrielle de l’acide citrique c’est l’isolation de l’acide citrique à partir du jus de citron : par précipitation avec de l’hydroxyde de calcium ou chaux éteinte sous forme de citrate de calcium, qui redonne l’acide citrique par traitement sous acide sulfurique dilué.

Identification

L’acide citrique dit aussi citrate, est un acide tricarboxylique α-hydroxylé de formule brute C6H8O7 et de formule développée comme suit :

D’où son appellation d’après l’IUPAC : acide 2-hydroxypropane-1, 2,3-tricarboxylique ou acide 3-carboxy-3-hydroxypentanedioïque. C’est un triacide de forme cristalline incolore anhydre ou de cristaux monohydratés, faiblement déliquescent ; de saveur légèrement piquante et désagréable due par ses caractères acides. L’acide citrique, sous le nom E330, est listé comme régulateur de l’acidité, antioxydant et séquestrant au standard international dans l’industrie alimentaire. Comme source de production de l’acide citrique, les micro-organismes Aspergillus Niger sont régulièrement rapportés, et qui sont des champignons apparaissant sous forme d’une moisissure de couleur noire sur les fruits et légumes.

Obtention

Source naturelle
L’acide citrique est naturellement présent dans une grande variété de fruits et de légumes comme le citron, l’orange, l’ananas, la groseille et la fraise, mais en grande quantité dans les agrumes. Dans le citron et la lime ou citron vert, il intervient pour plus de 95 % dans l’acidité et peut atteindre 8 % de la masse sèche de ces fruits, soit environ 47 g·l-1 dans leur jus.

Source industrielle
Dans les années 1890, en Italie, qu’a commencé la production industrielle de l’acide citrique, qui est obtenu par traitement du jus de fruit avec de la chaux éteinte (hydroxyde de calcium Ca(OH)2 pour précipiter le citrate de calcium. Ce dernier va être ensuite traité avec une solution diluée d’acide sulfurique H2SO4 pour finalement donner de l’acide citrique. Par contre, en 1917, un chimiste américain nommé James Currie a découvert que les souches d’aspergille noire pouvaient produire de l’acide citrique. Et c’est deux années plus tard que la firme pharmaceutique Pfizer commença la production industrielle en utilisant cette méthode. Actuellement, la principale mode de production est par voie biologique en employant la moisissure Aspergillus Niger. Les cultures d’Aspergillus Niger sont nourries dans un milieu contenant du saccharose ou du glucose issu du traitement de mélasses ou d’amidons. Après élimination de la moisissure par filtration, la solution est traitée par l’hydroxyde de calcium et le précipité de citrate de calcium est traité par l’acide sulfurique pour ensuite recouvrer l’acide citrique.

Utilisation

Industrie alimentaire et cosmétique

L’acide citrique est un additif alimentaire (numéro E330), en effet c’est un acidifiant, un correcteur d’acidité, un agent de conservation pour les conserves de maison, un agent de sapidité, un agent de gonflement, et un composant d’arômes. C’est aussi un ajusteur de pH pour corriger un pH trop élevé dans vos préparations cosmétiques, notamment dans les produits moussants utilisant la base moussante ou la mousse de Sucre. Il est aussi un ingrédient indispensable pour la réalisation des produits de bain effervescents comme les bombes de bain, les galets de bain, et les « poudres magiques ». Par ailleurs, l’acide citrique peut servir à enlever des taches de rouille, et de détartrer tous types d’appareils ménagers et de surfaces, par exemple pour le détartrage des robinets, réducteurs d’eau, etc.

De plus, c’est un agent complexant du fer dans les vins afin de retarder la casse ferrique, et en même temps un agent de lavage interférant dans la production des shampooings, notamment pour éliminer graisses et teintures.

Industrie pharmaceutique

L’acide citrique peut être utilisé dans les produits cosmétiques et pharmaceutiques :
➤ En effet, le citrate est lié au calcium sanguin, ce dernier étant nécessaire, à la coagulation sanguine. Ceci est à l’origine de ses propriétés anticoagulantes, employées en laboratoire et pour la conservation des produits sanguins. Le citrate n’est jamais administré en thérapeutique, et cette propriété rend nécessaire d’administrer du calcium en supplément en cas de transfusion sanguine massive.
➤ Le citrate est aussi utilisé sous forme de citrate de potassium ou de sodium pour l’alcalinisation des urines et la prévention des calculs urinaires, surtout en cas d’hypocitraturie où leur utilisation réduit le risque de récidive de lithiases calciques en inhibant la croissance des calculs d’oxalate de calcium et de phosphate de calcium. Toutefois, du fait de ses effets secondaires, ce traitement n’est que peu toléré sur le long terme et on lui préfère souvent l’absorption de deux verres de jus d’orange par jour.

Autres

L’acide citrique joue un rôle fondamental dans le métabolisme de tous les organismes vivants. En effet, il est un intermédiaire du métabolisme des organismes aérobies, ce qui explique le métabolite du cycle de Krebs, appelé le cycle de l’acide citrique en anglais et dans les langues germaniques. Ce cycle a été découvert par étapes dans les années 1930, dont plusieurs de ses éléments ayant été identifiés par le biologiste moléculaire hongrois Albert Szent-Györgyi. Tandis qu’en 1937 son fonctionnement cyclique était mis en évidence par le biochimiste allemand, sir Hans Adolf Krebs, Prix Nobel de Physiologie et Médecine 1953.

Le cycle de Krebs est la dernière phase de la dégradation de la plupart des métabolites : il a lieu dans les mitochondries, en étroite relation avec la respiration cellulaire. Et c’est à partir de l’acide pyruvique que le cycle de Krebs termine la glycolyse anaérobie, ainsi que la dégradation des acides gras et de certains acides aminés à partir de l’acétyl-CoA. La première étape est la formation d’acide citrique catalysé par le citrate synthétase ; l’acide citrique est ensuite transformé en acide isocitrique qui est oxydé par l’isocitricodéshydrogénase. Après, ces deux enzymes sont soumises à régulation allostérique, elles sont inhibées par l’ATP et le NADH2. Puis, les déshydrogénases de l’acide pyruvique et de l’acide isocitrique sont activées par l’ADP. Mais il faut remarquer qu’un ralentissement du cycle de Krebs provoque une accumulation de l’acide citrique et de l’acétyl-CoA.

Risques de danger ou toxicité

L’acide citrique est irritant pour les yeux. En effet, il est identifié en laboratoire sous le nom de R36. Il peut aussi provoquer une irritation légère ou sévère, rougeur, démangeaison, et douleur pour la peau, ainsi que de causer une dermatite allergique. Par contre en cas d’ingestion de grandes quantités du produit entraîne une irritation, avec des nausées, des vomissements et de la diarrhée. De plus, il peut provoquer l’irritation légère des voies respiratoires, en causant un mal de gorge, de la toux et du souffle court.

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE A : ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE 1 : POLYMERES NOIRS D’ACIDE CITRIQUE
I. Bibliographie sur l’acide citrique
1. Historique
a. Source naturelle
b. Source industrielle
2. Identification
3. Obtention
4. Propriétés
a. Propriétés chimiques
b. Propriétés physique
5. Utilisation
a. Industrie alimentaire et cosmétique
b. Industrie pharmaceutique
c. Autres
6. Risques de danger ou toxicité
7. Précautions
8. Moyens de secours
II. LA POLYMERISATION
1. Généralités
2. Le monomère
3. Les différents types de polymérisation
a. Polycondensation
b. Polymérisation en chaîne
4. Le degré de polymérisation
5. Structure des polymères
a. Les polymères linéaires
b. Les polymères ramifiés
c. Les polymères réticulés
d. Les polymères amorphes et les polymères cristallisés
6. Propriétés des polymères
CHAPITRE 2 : BETACAROTENE
I. Historique
II. Propriétés
1. Propriétés chimiques
2. Propriétés physiques
III. Procédés d’obtention
IV. Pont hydrogène
1. Définition
2. Caratéristiques
3. Causes et conséquences du pont hydrogène
4. Les liaisons hydrogène par type
a. Liaisons hydrogène faibles
b. Liaisons modérées
c. Liaisons fortes
V. Propriétés et utilisations
CHAPITRE 3: LES ADDITIFS
I. L’huile de coco
1. Historique
2. Les vertus et bonnes raisons d’utiliser l’huile de coco pour les cheveux
II. L’ylang – ylang et les fleurs d’or
1. Définition de l’huile essentielle
2. Historique sur l’Ylang – Ylang
3. Historique sur les fleurs d’oranger
4. Extraction de l’huile
III. Le miel et l’aloès verra
1. Le miel
a. Les bienfaits du miel
b. Caractéristiques physique et chimique
2. L’aloès vera
a. Historique
b. Utilisations
CHAPITRE 4 : LES CHEVEUX ET SES CARACTERISTIQUE
I. Introduction
II. Structures et composants d’un cheveu
III. Les chiffres du cheveu
IV. Effet de la porosité sur les cheveux
Partie B : ETUDES EXPERIMENTALES
CHAPITRE 1 : POLYMERISATION DE L’ACIDE CITRIQUE-SYNTHESE DU PN
I. Procédure de synthèse du PN par le catalyseur fer
II. Matériels utilisés
III. Mode opératoire
IV. Interprétation
CHAPITRE 2 : EXTRACTION DU BETACAROTENE
I. Principe
II. Mode opératoire
CHAPITRE 3 : SYNTHESE DES PRODUITS ACTIFS (BASIQUE ET ACIDE) A
BASE DE PN, D’HUILE DE COCO, DE PRINCIPES ACTIFS ET D’HUILE ESSENTIELLE
I. Introduction
II. Matériels utilisés
III. Pesage du polymère noir et prélèvement de bêtacarotène
IV. Formulation du produit actif basique
V. Formulation du produit actif acide
VI. Commentaires et discussions
CHAPITRE 4 : PROCEDURE DE DOSAGE DES TENEURS EN
BETACAROTENE ET DES PN AVEC LES ACIDES GRAS DE
L’HUILE DE COCO
I. Introduction
II. Matériels utilisé
III. Procédure de dosage de bêtacarotène dans la chevelure
1. Pesage
2. Extraction
3. Décantation
4. Mode opératoire
5. Résultats et interprétations
IV. Procédure de dosage de polymères noirs dans la chevelure
1. Mode opératoire
2. Interprétations et résultats
a. Produit basique
b. Produit légèrement acide
V. Test des cheveux après macération
1. Test de porosité
2. Test d’épaisseur
3. Test d’élasticité
CONCLUSION GENERALE

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