Procédés d’extraction des huiles essentielles et des molécules aromatiques

Historique

Depuis longtemps, les hommes avaient cherché le moyen de séparer les éléments huileux des produits aromatiques. Ils réussirent en soumettant la matière à l’action de la chaleur. Les substances aromatiques étaient transformées en vapeur ; il suffisait de les recueillir et de les refroidir pour les obtenir sous forme liquide. Ce procédé qui se faisait à feu nu, prit le nom de distillation. Il était certainement connu des Chinois et des Indiens depuis 20 siècles avant J.C. Les Egyptiens et les Arabes ont prévalu des caractéristiques médicinales et aromatiques des plantes : la conservation des momies, l’aromatisation des bains, la désinfection des plaies avec les onguents, les parfums et la fabrication des boissons aromatiques (Möller, 2008). A l’apogée de leurs conquêtes en Afrique du Nord et en Espagne, les arabes le firent connaître aux Espagnols, lesquels à leur tour le propagèrent en Europe, à travers les possessions du Royaume d’Aragon, échelonnées tout le long des Côtes du Nord de la Méditerranée (Berthier, 1980 ; Möller, 2008) .

Définitions 

Selon Durvelle (1930, 1893), les essences ou huiles essentielles, connues également sous le nom d’huiles volatiles, de parfums, etc., sont des substances odorantes huileuses, volatiles, peu solubles dans l’eau, plus ou moins solubles dans l’alcool et dans l’éther, incolores ou jaunâtres, inflammables qui s’altèrent facilement à l’air en se résinifiant. Elles sont liquides à température ordinaire ; quelques unes sont solides ou en partie cristallisées ; elles n’ont pas le toucher gras et onctueux des huiles fixes dont elles se distinguent par leur volatilité. Leur odeur plus ou moins forte, suave, piquante ou désagréable. Elles ont la propriété de ne pas laisser de tache durable sur le papier. Les huiles essenetielles se trouvent, pour la plus grande partie, élaborées par l’organisme végétal (Charabot et al., 1899) ; mais il en est (telles que les essences d’amande et de moutarde) qui ne prennent naissance qu’au moment où les parties végétales sont mises au contact de l’eau (Durvelle, 1930). D’après Naves (1976), aucune des définitions des HE n’a le mérite d’être claire, ni précise. Les HE sont des mélanges de divers produits issus d’une espèce végétale, ces mélanges passant avec une certaine proportion d’eau lors d’une distillation effectuée dans un courant de vapeur d’eau.

Cette définition peut être étendue aux HE obtenues par expression à froid de l’écorce ou zeste des fruits de Citrus, à cause de l’intervention de l’eau dans les procédés mécaniques pour entraîner le produit libéré des alvéoles oléifères. La nouvelle Encyclopédie Funk & Wagnalls (2004) décrit les huiles essentielles comme les « liquides volatils, la plupart du temps insolubles dans l’eau, mais librement solubles dans l’alcool, l’éther et les huiles végétales et minérales. Elles sont habituellement non huileuses au contact de la peau. Leurs composants peuvent être regroupés en six classes selon leur structure chimique :

a) Les hydrocarbures, tel que le limonène dans l’huile de citron;
b) Les alcools, tel que le bornéol dans le camphrier de Bornéo;
c) Les esters, tel que le salicylate de méthylique dans l’huile de wintergreen;
d) Les aldéhydes, tel que l’aldéhyde benzoïque dans l’huile d’amandes amères;
e) Les cétones, telle que la menthone dans l’huile de menthe poivrée;
f) Les lactones et oxydes, telle que la coumarine des haricots de Tonka. »

L’Association Française de Normalisation (AFNOR, Edition 2000), a défini les huiles essentielles comme étant : des produits obtenus soit à partir de matières premières naturelles par distillation à l’eau ou à la vapeur d’eau, soit à partir des fruits de Citrus par des procédés mécaniques et qui sont séparés de la phase aqueuse par des procédés physiques. Bruneton (1993, 1999), définit les termes les plus couramment utilisés dans ce domaine, tels que :
– Pommade florale : Corps gras parfumé obtenu à partir de fleurs, soit par enfleurage à froid, soit par enfleurage à chaud.
– Résinoïde : 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.
– Absolue : 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.
– Epices : Produits végétaux naturels ou mélanges de ceux-ci, sans matières étrangères, qui sont utilisés pour donner de la saveur et de l’arôme et pour assaisonner les aliments ; le terme s’applique à la fois au produit entier et au produit en poudre.
– Concrète : Extrait à odeur caractéristique obtenu à partir d’une matière première fraîche d’origine végétale, par extraction au moyen d’un solvant non aqueux, suivie de l’élimination de ce solvant par des procédés physiques.

Choix de la méthode d’extraction 

La diversité et la complexité des huiles essentielles rendent le choix des processus d’obtention délicat. La méthode choisie ne doit pas conduire à la discrimination entre les composés polaires et apolaires, ni induire de réactions biochimiques, de dégradations thermiques, d’oxydation, de réduction, d’hydrolyse, de changement de pH ou entraîner une perte de composés volatils. Pour cela, différents paramètres et propriétés sont à prendre en compte (Fernandez et Cabrol-Bass, 2007).

Principaux paramètres d’extraction 

Les principaux paramètres à prendre en compte dans les opérations fondamentales d’extraction de matières premières naturelles aromatiques sont :
− La volatilité ;
− La solubilité ;
− La taille et la forme des molécules constitutives ;
− L’adsorption.

Table des matières

Introduction
Chapitre I : Procédés d’extraction des huiles essentielles et des molécules aromatiques
1 – Historique
2 – Définitions
3 – Choix de la méthode d’extraction
3.1 – Principales paramètres d’extraction
3.2 – Paramètres influençant l’extraction
3.2.1 – Matière Végétale
3.2.2 – Nature et état du solide et du soluté
3.2.3 – Nature, concentration et volume du solvant
3.2.4 – Méthode, durée, Température et pression
4 – Techniques conventionnelles d’extraction
4.1 – Distillation – Evaporation
4.1.1 – Codistillation avec vapeur d’eau
4.1.2 – Codistillation avec un autre fluide autre que l’eau
4.1.3 – Evaporation – concentration
4.1.4 – Rectification (fractionnement)
4.1.5 – Distillation sèche
4.2 – Extraction au moyen de solvants
4.2.1 – L’enfleurage à froid
4.2.2 – L’enfleurage à chaud
4.3 – Méthodes d’extraction à froid
4.4 – Méthode d’hydrodiffusion
5 – Extraction par des techniques innovantes
5.1 – Extraction par des solvants supercritiques
5.2 – Extraction par Détente éclair (flash détente)
5.3 – Détente instantée contrôlée (DIC)
5.4 – Extraction par ultrasons
5.5 – Extraction assistée par micro-ondes
5.5.1 – Extraction par solvant assistée par micro-ondes
5.5.2 – Entraînement à l’air assisté par micro-ondes
5.5.3 – Hydrodistillation par micro-ondes sous pression réduite
5.5.4 – Hydrodistillation assistée par micro-ondes
5.5.5 – Procédé d’extraction sans solvant assistée par micro-ondes
6 – Situation économique des huiles essentielles
Chapitre II : Les Agrumes
1 – Introduction
2 – Origine et histoire des agrumes
3 – Caractéristique et description des agrumes
4 – Nouvelle taxonomie des agrumes
5 – Différentes variétés d’agrumes
5.1 – Les Oranges (Citrus sinensis (L.) Osbeck)
5.1.1 – L’oranger et sa culture
5.1.2 – L’orange
5.1.3 – Composition
5.1.4 – Les variétés
5.1.5 – Utilisation
5.2 – Les Bigarades (Citrus aurantium L.)
5.2.1 – Le bigaradier et sa culture
5.2.2 – La Bigarade
5.2.3 – Les variétés
4.1.2 – Utilisation
5.3 – Les mandarines (Citrus reticulata Blanco.)
5.3.1 – Les variétés
5.3.2 – Princpaux hybrides d’importances commerciales
5.3.3 – Utilisation
5.4 – Les Citrons (Citrus limon (L.) Burm f.)
5.5 – Les Limes (Citrus aurantifolia (Christm.) Swingle)
5.6 – Le Cédrat (Citrus medica L.)
5.7 – Les Pomelos (Citrus mmaxima)
5.8 – Les pamplemousses (Citrus paradisi (Burm.) merril)
5.9 – Les kumquats (Citrus japonica Thunb.)
6 – Transformation des agrumes
6.1 – Co-produits de la transformation des agrumes
6.2 – Huiles essentielles et essences
7 – Composition des HE et essences d’agrumes
8 – Aspect économique
Chapitre III : Le Romarin
1 – Introduction
2 – Taxonomie
3 – Constitution d’une huile essentielle
4 – Huile essentielle chémotypée et non chémotypée
5 – Usages
5.1 – Usage médicinal (Phytothérapie)
5.1.1 – Voie externe
5.1.2 – Voie interne
5.2 – Parfumerie
5.3 – Usage alimentaire
6 – Aspect économique
Conclusion

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