Memoire Online - Etude bibliographique sur les huiles essentielles et végétales

Pr H.CHERKAOUI	Professeur Université Ibn Tofail	Encadrant
Pr A.KRIBII	Professeur Université Ibn Tofail	Examinateur
Pr B.SALLEK	Professeur Université Ibn Tofail	Examinateur
Pr B.LAKHRISSI	Professeur Université Ibn Tofail	Examinateur
Pr S.BOUKHRIS	Professeur Université Ibn Tofail	Examinateur

C'est avec un très grand honneur que je dédie ce modeste travail aux personnes les plus chères au monde mes parents qui m'ont permis de continuer mes études dans les meilleurs conditions et qui m'ont appris a ne jamais baissé las bras.

Avant toute chose, je tiens à remercier Dieu le tout puissant, pour m'avoir donnée la force et la patience.

Avant d'entamer ce rapport, je profite de l'occasion pour remercier tout d'abord mon professeur Monsieur H.CHERKAOUI qui n'a pas cessé de m'encourager pendant la durée du projet, ainsi pour sa générosité en matière de formation et d'encadrement.

Mes remerciements les plus sincères vont également aux membres de jury, qui ont pris de leur temps pour examiner ce travail.

Introduction

La nature nous procure de nombreux ingrédients qui ont des potentiels pour les soins cosmétiques. Deux exemples d'ingrédients de très grande qualité et efficacité sont les huiles végétales et les huiles essentielles.

v Les huiles essentielles ont, à toutes époques, occupé une place importante dans la vie quotidienne des hommes qui les utilisent autant pour se parfumer, aromatiser la nourriture ou même se soigner. Beaucoup de travaux sont réalisés dans ce sens, du fait de l'importance incontestable des huiles essentielles dans divers secteurs économiques, comme par exemple : l'industrie de la parfumerie et de la cosmétique, l'industrie alimentaire, l'industrie pharmaceutique et plus particulièrement, la branche de l'aromathérapie qui utilise leurs propriétés bactéricides et fongicides. [1]

v Les premiers corps gras utilisés étaient probablement des graisses animales que l'on prélevait sur les animaux terrestres ou marins abattus durant la chasse. Leur préparation ne nécessitait pas d'opération complexe puisqu'il suffisait de les faire fondre. Ces graisses ne servaient pas tant pour l'alimentation que pour l'éclairage, les rituels religieux, comme lubrifiant ou encore comme base pour les préparations médicinales. Les besoins alimentaires en lipides de nos ancêtres chasseurs-cueilleurs étaient plutôt couverts par la très grande variété de grains et de fruits secs riches en huile dont ils disposaient dans la nature. Grillés entiers sur le feu ou grossièrement broyés pour en faire une sorte de purée, ces grains, dont nous ne consommons plus aujourd'hui que quelques variétés, satisfaisaient leurs besoins énergétiques, tout en leur fournissant fibres, vitamines et minéraux et, dans le cas de plantes comme l'arachide, protéines.

ü La première partie passe en revue les généralités sur les huiles essentielles, les méthodes d'extraction et d'analyse et leurs applications.

ü La deuxième partie s'articule aux généralités sur les huiles végétales et les méthodes d'extraction et d'analyse.

ü La troisième partie sert à clarifier les différences entre les huiles essentielles et les huiles végétales.

Chapitre I : Les huiles essentielles

Beaucoup d'indices nous prouvent que l'utilisation d'huiles essentielles remonte au début de l'histoire humaine : des alambics (appareil qui exploite les propriétés des différences de température d'évaporation des matières) datant de 7000 ans, des écrits égyptiens vieux de plus de 3500 ans, etc. Bien que nous ne connaissons pas exactement l'origine de l'emploi des huiles qu'on leur trouvait il y a plusieurs milliers d'années, il est certain que ces peuples anciens avaient trouvé les multiples utilités des huiles essentielles. Il y a plus d'un siècle, les huiles essentielles étaient presque uniquement réservées à la fabrication de parfums et de tout autre produit aromatique. Depuis plusieurs années, nous découvrons les diverses propriétés thérapeutiques des huiles essentielles. La médecine douce et les techniques de relaxation emploient les huiles et leurs arômes pour le traitement de plusieurs conditions comme le stress, l'insomnie, etc. La médecine traditionnelle aussi se penche de plus en plus vers les huiles essentielles en solution ou en inhalateur pour améliorer la qualité de vie des patients par l'aromathérapie (comme mentionné plus haut). Il est certain que l'utilisation des huiles essentielles n'en est qu'à ses débuts et que d'ici quelques années, elle sera omniprésente sur le marché. [2]

Plusieurs définitions disponibles d'une huile essentielle convergent sur le fait que les huiles essentielles, communément appelées `' essences `'.Ce sont des substances volatiles et odorantes obtenues des végétaux par entrainement à la vapeur d'eau et d'autres méthodes. Elles se forment dans un grand nombre de plantes comme produits du métabolisme secondaire. Les huiles essentielles sont des mélanges liquides très complexes. Elles ont des propriétés et des modes d'utilisation particuliers et ont donné naissance d'une branche nouvelle de la phytothérapie : l'aromathérapie. [3]

Les huiles essentielles sont produites dans le cytoplasme des cellules. Elles peuvent être stockées dans divers organes végétaux : les fleurs (bergamotier, rose, ...), les sommités fleuries (tagète, lavande, menthe, ...), les feuilles (citronnelle, eucalyptus, ...), les racines (vétiver), les rhizomes (gingembre, curcuma, ...), les fruits (poivres, ...), le bois (bois de rose, santal, camphrier, ...), ou les grains (muscade, ambrette, ...). [1]

L'étude de la composition chimique des huiles essentielles révèle qu'il s'agit de mélange complexe et variable de constituants appartenant exclusivement à deux groupes caractérisés par des origines biogénétiques distinctes sont : les terpénoïdes et les composés aromatiques dérivés du phénylpropane (phénylpropanoïdes). [4]

Les terpènes sont des hydrocarbones naturels, de structure soit cyclique soit à chaîne ouverte : leur formule brute est (C₅H_X)_n dont le `'x'' est variable en fonction du degré d'insaturation de la molécule et `'n'' peut prendre des valeurs (1-8) sauf dans les polyterpènes qui peut atteindre plus de 100 (le caoutchouc).

Dans le règne végétal, les terpénoïdes sont classés dans la catégorie des métabolites secondaires (avec les flavonoïdes et les alcaloïdes). Leur classification est basée sur le nombre de répétitions de l'unité de base isoprène : hémiterpènes (C5), monoterpènes (C10), sesquiterpènes (C15), diterpènes (0), sesterpènes (5), triterpènes (C30), tetraterpènes (C40) et les polyterpènes.

On y trouve en plus de terpènes, des hydrocarbures, des esters, des lactones, des aldéhydes, des alcools, des acides, des cétones, des phénols, des oxydes et autres.[5]

Une autre classe de composés volatils fréquemment rencontrés, est celle des composés aromatiques dérivés du phénylpropane. Très souvent, il s'agit d'allyle et de propénylphénol. Cette classe comporte des composés odorants bien connus comme la vanilline, l'eugénol, l'anéthol, l'estragole et bien d'autres. Ils sont davantage fréquents dans les huiles essentielles d'Apiaceae (persil, anis, fenouil, etc.) et sont caractéristiques de celles du clou de girofle, de la vanille, de la cannelle, du basilic, de l'estragon, etc. [4]

Compte tenu de leur mode d'extraction, les huiles essentielles peuvent renfermer divers composés aliphatiques, généralement de faible masse moléculaire, entraînables lors de l'hydrodistillation. Ces produits peuvent être azotés ou soufrés. [4]

Il existe plusieurs méthodes pour extraire les huiles essentielles. Les principales sont basées sur l'entraînement à la vapeur, l'expression, la solubilité et la volatilité. Le choix de la méthode la mieux adaptée se fait en fonction de la nature de la matière végétale à traiter, des caractéristiques physico-chimiques de l'essence à extraire, de l'usage de l'extrait et l'arôme du départ au cours de l'extraction.

L'entraînement à la vapeur d'eau est l'une des méthodes officielles pour l'obtention des huiles essentielles. A la différence de l'hydrodistillation, cette technique ne met pas en contact direct de l'eau et la matière végétale à traiter. La vapeur d'eau fournie par une chaudière traverse la matière végétale située au dessus d'une grille. Durant le passage de la vapeur à travers le matériel, les cellules éclatent et libèrent l'huile essentielle qui est vaporisée sous l'action de la chaleur pour former un mélange « eau + huile essentielle ». Le mélange est ensuite véhiculé vers le condenseur et l'essencier avant d'être séparé en une phase aqueuse et une phase organique : l'huile essentielle. L'absence de contact direct entre l'eau et la matière végétale, puis entre l'eau et les molécules aromatiques évite certains phénomènes d'hydrolyse ou de dégradation pouvant nuire à la qualité de l'huile. [6]

Il s'agit de la méthode la plus simple et de ce fait la plus anciennement utilisée.

Le principe de l'hydrodistillation est celui de la distillation des mélanges binaires non miscibles. Il consiste à immerger la biomasse végétale dans un alambic rempli d'eau, que l'on porte ensuite à l'ébullition. La vapeur d'eau et l'essence libérée par le matériel végétal forment un mélange non miscible. Les composants d'un tel mélange se comportent comme si chacun était tout seul à la température du mélange, c'est-à-dire que la pression partielle de la vapeur d'un composant est égale à la pression de vapeur du corps pur. Cette méthode est simple dans son principe et ne nécessite pas un appareillage coûteux. Cependant, à cause de l'eau, de l'acidité, de la température du milieu, il peut se produire des réactions d'hydrolyse, de réarrangement, de racémisation, d'oxydation, d'isomérisation, etc. qui peuvent très sensiblement conduire à une dénaturation.

La durée d'une hydrodistillation peut considérablement varier, pouvant atteindre plusieurs heures selon le matériel utilisé et la matière végétale à traiter. La durée de la distillation influe non seulement sur le rendement mais également sur la composition de l'extrait. [6]

Dans cette variante, la matière végétale 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. La distillation à vapeur saturée est la méthode la plus utilisée à l'heure actuelle dans l'industrie pour l'obtention des huiles essentielles à partir de plantes aromatiques ou médicinales. En général, elle est pratiquée à la pression atmosphérique ou à son voisinage et à 100⁰C, température d'ébullition d'eau. Son avantage est que les altérations de l'huile essentielle recueillie sont minimisées.

L'hydrodiffusion est une variante de l'entraînement à la vapeur. Cette technique relativement récente et particulière. Elle exploite ainsi l'action osmotique de la vapeur d'eau. Elle consiste à faire passer, du haut vers le bas et à pression réduite, la vapeur d'eau au travers de la matrice végétale.

L'avantage de cette méthode est d'être plus rapide donc moins dommageable pour les composés volatils, et de ne pas mettre en contact le matériel végétal et l'eau. De plus, l'hydrodiffusion permet une économie d'énergie due à la réduction de la durée de la distillation et donc à la réduction de la consommation de vapeur. [6]

L'extraction par expression est souvent utilisée pour extraire les huiles essentielles des agrumes comme le citron, l'orange, la mandarine, etc. Son principe consiste à rompre mécaniquement les poches à essences. L'huile essentielle est séparée par décantation ou centrifugation. D'autres machines rompent les poches par dépression et recueillent directement l'huile essentielle, ce qui évite les dégradations liées à l'action de l'eau.

L'extraction à froid est une technique qui a pris naissance en Sicile, avant d'être utilisée par tous les pays producteurs d'agrumes. Elle se faisait autrefois manuellement par un procédé dit (à l'éponge).

Le procédé consiste dans ce cas à frotter les écorces contre un système d'éponges naturelles fixées sur une bassine en terre cuite. La pression était accompagnée par un mouvement de rotation de la main. Le mélange exprimé était recueilli par essorage des éponges. Finalement, par simple décantation, l'huile essentielle est séparée de la phase aqueuse qui contient aussi des détritus produits par la lacération des tissus de l'écorce toutefois, même cette méthode est aujourd'hui en partie considérée comme archaïque.

La technique d'extraction « classique » par solvant, consiste à placer dans un extracteur un solvant volatil et la matière végétale à traiter. Grâce à des lavages successifs, le solvant va se charger en molécules aromatiques, avant d'être envoyé au concentrateur pour y être distillé à pression atmosphérique. L'extraction par solvant organique volatil reste la méthode la plus pratiquée. Les solvants les plus utilisés à l'heure actuelle sont l'hexane, le cyclohexane, l'éthanol, le méthanol, le dichlorométhane et l'acétone. Le solvant choisi, en plus d'être autorisé devra posséder une certaine stabilité face à la chaleur, la lumière ou l'oxygène, sa température d'ébullition sera de préférence basse afin de faciliter son élimination, et il ne devra pas réagir chimiquement avec l'extrait. L'extraction est réalisée avec un appareil de Soxhlet ou un appareil de Lickens-Nickerson.

Figure 1 : Appareil de Soxhlet à gauche, et appareil de Lickens-Nickerson à droite

Ces solvants ont un pouvoir d'extraction plus élevé que l'eau si bien que les extraits ne contiennent pas uniquement des composés volatils mais également bon nombre de composés non volatils tels que des cires, des pigments, des acides gras et bien d'autres substances. [6]

Cette technique d'extraction a été développée au cours des dernières décennies à des fins analytiques. Le procédé consiste à irradier par micro-ondes de la matière végétale broyée en présence d'un solvant absorbant fortement les micro-ondes (le méthanol) pour l'extraction de composés polaires ou bien en présence d'un solvant n'absorbant pas les microondes (hexane) pour l'extraction de composés apolaires. L'ensemble est chauffé sans jamais atteindre l'ébullition durant de courtes périodes entrecoupées par des étapes de refroidissement.

L'avantage essentiel de ce procédé est de réduire considérablement la durée de distillation et d'obtenir un bon rendement d'extrait. [6]

Cette technique se rapproche énormément de l'extraction par solvant, le CO₂ supercritique a la même fonction qu'un solvant sauf qu'il n'est pas nocif et qu'il ne reste plus aucune trace de celui-ci dans l'huile essentielle obtenu.

La technique est fondée sur la solubilité des constituants dans le dioxyde de carbone à l'état supercritique. Grâce à cette propriété, le dioxyde de carbone permet l'extraction dans le domaine liquide (supercritique) et la séparation dans le domaine gazeux. Le dioxyde de carbone est liquéfié par refroidissement et comprimé à la pression d'extraction choisie. Il est ensuite injecté dans l'extracteur contenant le matériel végétal, puis le liquide se détend pour se convertir à l'état gazeux pour être conduit vers un séparateur où il sera séparé en extrait et en solvant.

L'avantage de cette méthode est la possibilité d'éliminer et de recycler le solvant par simple compression détente. De plus les températures d'extraction sont basses dans le cas de dioxyde de carbone et non agressives pour les constituants les plus fragiles. Cette technique est utilisable pour les essences difficilement distillables.

Après l'extraction de l'huile essentielle désirée, nous devrons vérifier la qualité de notre produit en le comparant avec une huile témoin. Plusieurs choix s'offrent à nous quant à l'analyse quantitative et qualitative de notre huile : la chromatographie, les caractéristiques organoleptiques, les propriétés physiques et le rendement sont les quatre principaux éléments que nous utiliserons pour tester notre produit final.

La chromatographie sous toutes ses formes, est une méthode de séparation des constituants d'un mélange gazeux, liquide ou solide. C'est une méthode de séparation, donc d'analyse, basée sur les différences d'affinités que peuvent présenter deux ou plusieurs composés pour deux phases, l'une fixe ou stationnaire et l'autre mobile.

L'identification d'une substance peut être facilitée par la connaissance de son indice de kovats qui est une valeur caractéristique pour une phase stationnaire donnée. Il est calculé à partir des temps de rétention fournis par les chromatogrammes d'huile essentielle totale et du mélange huile essentielle, paraffines normales. L'indice de kovats IK d'un produit inconnu X est donné par la formule suivante en programmation de température :

-tr(n) : temps de rétention réduit de la paraffine normale à n atomes de carbone éluée avant le produit x.

-tr (n-1) : temps de rétention réduit de la paraffine normale à n-1 atomes de carbone éluée après le produit x.

Si l'aire du pic d'un constituant a augmenté, lorsque la compare avec celle du chromatogramme de l'huile essentielle total, il y a une forte probabilité d'identifier ce constituant à l'un des produits étalons ou à une des molécules de l'huile essentielle de référence. Si un nouveau pic apparait, le produit correspondant est absent dans l'huile essentielle étudiée.

L'aspect, la couleur et l'odeur d'une huile essentielle sont déterminés de façon à apprécier la qualité de celle-ci. Avec l'huile obtenue et l'huile témoin, nous pourrons comparer ces propriétés plus qualitatives.

Les huiles essentielles sont généralement liquides à la température ordinaire, d'odeur aromatique, rarement colorées quand elles sont fraiches, leur densité est le plus souvent inférieur à celle de l'eau. Parmi les essences officinales, seules celles des cannelles et girofles sont plus denses que l'eau. Elles sont volatiles et entrainables par la vapeur d'eau, très solubles dans l'eau, elles lui communiquent leur odeur. Elles sont solubles dans l'alcool, l'éther et la plupart des solvants organique.

La densité relative à la température ordinaire d'une huile essentielle est le rapport de la masse d'un certain volume d'huile essentielle à la température ordinaire à la masse d'un égal volume d'eau distillée à cette température.

L'indice de réfraction d'une huile essentielle est le rapport entre le sinus de l'angle d'incidence et le sinus de l'angle de réfraction d'un rayon lumineux de longueur d'onde déterminée passant de l'air dans l'huile essentielle maintenue à une température constante. La longueur d'onde spécifiée est (589,3*0,3) nm, correspondant aux radiations D1 et D2 du sodium = +0 ,0004(t'-t) : valeur lue à la température t', à laquelle a été effectuée la détermination. Et `'t'' : température de référence.

n^t_D : valeur de la lecture obtenue à la température « t' » à laquelle a été effectuée la détermination

Le pouvoir rotatoire d'une huile essentielle est l'angle exprimé en milli radians et /ou degrés d'angle dont tourne le plan de polarisation d'une radiation lumineuse de longueur d'onde

l= (589*0 ,3) nm, correspondant aux raies D du sodium, lorsque celle-ci traversent une épaisseur de 100 mm d'huile essentielle dans des conditions déterminées de température.

Le rendement est le pourcentage d'huile essentielle que l'on peut extraire d'un plant. Il varie selon plusieurs facteurs : le poids de la plante, les conditions de croissance (comme la lumière, la température, l'eau, les éléments nutritifs, le degré de maturité, etc.), la partie du plant, les facteurs de stress subi par le plant et le moment de la journée pendant lequel le plant a été récolté.

Ce pourcentage nous sera donc très utile pour évaluer si nos techniques ont été productives.Par contre, nous manipulations.

Depuis quelques années, on développe de plus en plus les applications des huiles essentielles. En effet, beaucoup de produits à base d'huiles sont maintenant sur le marché : des baumes à lèvres, des huiles à massages, des shampoings, des savons, des gouttes aromatiques, des huiles de bain, en plus des produits cosmétiques, d'autres produits corporels, grâce à leurs nombreuses propriétés, on les utilisedans la phytothérapie, l'industrie agro-alimentaire, et dansl'aéro-ionisation.

La parfumerie est le débouché principal des huiles essentielles, concrètes et absolues. Dans la réalisation de ces formulations, l'industrie de la parfumerie utilise à coté 26 constituants issus de la synthèse chimique, des extraits naturels sélectionnés pour leurs qualités olfactives quelque fois jugées irremplaçable pour leur originalité ou leur puissance. A titre d'exemple, l'essence de vétiver, grâce à son odeur agréable, est recherchée en cosmétologie et en parfumerie haut de gamme associée à d'autres essences telles que le santal, le patchouli ou la rose pour lesquelles elle joue le rôle de fixateur naturel. L'huile essentielle d'ylang-ylang est très employée en cosmétologie, en parfumerie et en savonnerie de luxe. Les huiles essentielles servent aussi en hygiène, en esthétique corporelle sous forme de lotions, d'eaux florales, de crèmes, de gels, de pommades, etc.

L'aromathérapie est une branche de la phytothérapie qui utilise les huiles essentielles pour traiter un certain nombre de maladies.

Les huiles essentielles sont largement utilisées pour traiter certaines maladies internes et externes (infections d'origine bactérienne ou virale, troubles humoraux ou nerveux). En médecine dentaire, plusieurs huiles essentielles ont donné des résultats cliniques très satisfaisants dans la désinfection de la pulpe dentaire, ainsi que dans le traitement et la prévention des caries. La listerine qui est une solution constituée d'huile essentielle de thymol et d'eucalyptol possède une grande activité bactéricide sur les microorganismes de la salive et de la plaque dentaire. Les huiles essentielles de thym et de romarin ont été utilisées pour soulager la fatigue, les maux de tête, les douleurs musculaires et quelques problèmes respiratoires. Malheureusement, ces prescriptions ne possèdent pas de bases scientifiques rigoureuses car elles sont souvent tirées de pratiques et de tâtonnements empiriques.

Des études très récentes ont montré que le géraniol a une action sur les cellules cancéreuses du colon, en plus de l'activité anti-inflammatoire, récemment mise en évidence. [7]

En industrie alimentaire, on cherche toujours à avoir une conservation saine et de longue durée pour les produits consommés ainsi qu'une qualité organoleptique meilleure. Une nouvelle technique pour réduire la prolifération des micro-organismes réside dans l'utilisation des huiles essentielles. Les plantes aromatiques et leur huile essentielle sont utilisées dans la conservation des denrées alimentaires. Parmi le groupe diversifié des constituants chimiques des huiles essentielles, le carvacrol, qui exerce une action antimicrobienne bien distinguée, est additionné à différents produits alimentaires en industrie agro-alimentaire. Ils y sont rajoutés pour rehausser le goût et pour empêcher le développement des contaminants alimentaires. Plusieurs travaux ont montré que les huiles essentielles de thym, d'origan, de cannelle et d'autres plantes aromatiques ont un effet inhibiteur sur la croissance et la toxinogenèse de plusieurs bactéries et champignons responsables de toxi-infections alimentaires. [7]

Dans les locaux, on peut aseptiser l'atmosphère avec un ionisateur d'huiles essentielles. Il se forme ainsi des aérosols vrais aromatiques, ionisées, créant de l'oxygène naissant ionique, fortement bactéricide, tout en contribuant à dépolluer l'atmosphère. Elles servent dans la fabrication du «paragerm«, solution volatile à base d'essences naturelles (citron, lilas) à activité bactéricide qui s'est révélée sans aucune toxicité pour l'homme aux doses utilisées. [7]

Le but premier de ce chapitre était de citer les principales méthodes d'extraction et d'analyse des huiles essentielles.

Les huiles essentielles ont donc de nombreuses propriétés bien spécifiques à chacune d'elles. Elles peuvent être utilisées pour soigner des petits maux. Ils sont déjà utilisées depuis des millénaires pour être ensuite oubliées, mais aujourd'hui sont de mieux en mieux acceptées. De plus, certaines de leurs propriétés ont pu être scientifiquement démontrées, même si de nombreuses recherches doivent encore être menées dans ce domaine.

Chapitre II : Les huiles végétales

À un moment donné de la préhistoire, on inventera le pressoir à huile. On ne sait pas à quand remonte exactement cette invention, mais on a retrouvé des mentions à ce sujet dans les écrits védiques de l'Inde ancienne, tandis que, dans le bassin méditerranéen, les pressoirs se répandent à partir du 3^e millénaire avant notre ère. L'histoire des huiles végétales et de leurs usages sera directement liée aux avancées technologiques qui ont permis de passer, au fil du temps, du pressoir à main rudimentaire à l'expeller moderne (ou presse à vis sans fin) en passant par l'ouvrage gigantesque creusé dans le rocher ou bâti en pierre, et alimenté par le courant d'une rivière.

Les premières huiles seront celles que l'on tire de l'olive, à l'Ouest, et de la graine de sésame, à l'Est. Leur extraction n'exigeait aucune cuisson préalable et ne demandait qu'une force mécanique relativement faible, que pouvait fournir l'être humain ou l'animal de trait. Elles resteront pendant longtemps les seules huiles comestibles. On ne les employait que parcimonieusement, car elles étaient dispendieuses. Puis, s'ajouteront les huiles de fruits secs - noix, noisette, pistache, etc. - des fruits de divers palmiers - cocotier, noix de palme, noix palmiste et, plus récemment, celles des graines de moutarde, colza et coton. Avec l'avènement de l'ère industrielle, on mettra au point des procédés de raffinage permettant d'extraire l'huile de matières réfractaires à la simple pression à froid (soya, maïs, pépins de raisin). Dans certains cas, on les désodorisera pour éliminer les principes amers qui, autrement, en limiteraient la comestibilité. L'huile qui, jusque-là, était essentiellement extraite mécaniquement dans des pressoirs artisanaux, deviendra un produit de consommation courante et, toutes proportions gardées, son prix ne cessera de baisser.

L'huile végétale est une matière grasse,onctueuse et épaisse, souvent liquide à température ambiante et qui est insoluble dans l'eau, les huiles se composent de lipides formées de triglycérides composés des molécules des acides gras estérifiées par le glycérol (une molécule d'alcool). Se sont des composants majeurs de l'énergie du corps humain, car les matières grasses fournissent des calories en grand nombre .les huiles les plus importantes de nos jours sont les huiles de soja,colza,olive.

Les matières grasses végétales sont essentiellement constituées d'acides gras représentés par les triglycérides. A ces acides gras s'ajoutent d'autres constituants non glycéridiques encore appelés constituants mineurs ou acides gras libres ainsi que des insaponifiables.

Les triglycérides représentent au moins 95% du poids des huiles ou graisses brutes et 98 % du poids des huiles ou graisses raffinées.Ces triglycérides résultent de la combinaison d'une molécule de trialcool (glycérol) avec trois molécules d'acides gras. Chaque molécule d'acides gras (R-COOH) possède une fonction acide (-COOH) qui peut réagir par estérification avec l'un des trois fonctionsalcool(-OH) du glycérol pourformer un triester (triglycéride).

Les acides gras les plus abondants dans l'alimentation sont les acides gras à chaîne droite comportant un nombre pair d'atomes de carbone. Leur classification se fera selon deux critères:

Les longueurs des chaînes couvrent un large éventail, depuis un acide à 4 atomes de carbone contenu dans le lait jusqu'aux acides gras à 30 atomes de carbone qu'on trouve dans certaines huiles de poissons. Ainsi, on distingue:

· Les acides gras à chaîne très longue renfermant 20 atomes de carbones et plus.

Dans un acide gras saturé chaque atome de Carbone a ses 4 valences engagées dans des liaisons avec d'autres atomes de 20carbones ou d'hydrogène (ou d'oxygène pour le carbone du groupement Carboxyle).

Les principaux acides saturés dans les huiles végétales sont l'acide palmitique (C 16) et l'acide stéarique (C 18), accessoirement les acides myristiques (C 14) et lauriques (C 12).

Il s'agit d'acides gras dans lesquels deux atomes de carbone adjacents de la chaîne ont chacun une valence libre, non saturée, qu'ils mettent en commun de telle sorte que deux atomes de carbones soient réunis par une double-liaison. Les principaux acides gras mono-insaturés dans les huiles végétales sont l'acide palmitoléique (C16) et surtout l'acide oléique (C18) qui représente 30 % des acides gras fournis par l'alimentation. Dans la plupart des acides gras mono insaturés alimentaires, la double-liaison se situe entre les carbones 9 et 10.

Ce sont les acides gras à 18, 20, et 22 atomes de carbone qui présentent dans leurs chaînes deux ou plusieurs double - liaisons séparées par un groupement méthylène (CH2).

Les principaux AGPI sont l'acide linoléique (18 : 2), l'acide linolénique (18 : 3) et l'acide arachidonique (20 : 4)

Les AGE appartiennent aux groupes des AGPI ; mais tous les AGPI ne sont pas essentiels. Ils sont indispensables à l'homme qui ne peut ni s'en passer, ni les synthétiser. Ces AGE sont alors apportés par l'alimentation. Ce sont les acides linoléique, alpha linolénique et arachidonique. Chez l'homme et les animaux supérieurs, l'acide linoléique et l'acide alpha linolénique ne peuvent être synthétisés in vivo, mais il y a allongement de la chaîne et désaturation entre le carboxyle et la première insaturation menant à l'acide arachidonique.

Les acides gras libres ne sont pas fixés à une molécule de glycérol. Se sont les lipides alimentaires qui contiennent une gamme des constituants qui sont importants pour le maintien de la santé. Ces constituant non glycéridiques des lipides, encore appelés constituants mineurs, ne sont mineurs que du point de vue de leurs concentrations par rapport aux triglycérides.

Les insaponifiables correspondent au sens littéral, a la fraction d'une huile qui ne peut pas être transformée en savon.

· différents stérols (l'analyse de ces composants donne une carte génétique de l'huile et permet une identification sure des huiles). Les stérols correspondent à la signature olfactive d'une huile ; il s'agit de la fraction d'huile essentielle.

La production des huiles végétales a toujours été le principal objectif de la culture des graines .Les méthodes d'extraction ont évolué mais le processus d'extraction des huiles reste toujours le même. Généralement il existe quatre méthodes qui sont basées soit sur l'expression ou la volatilité.

Dans les unités d'extraction classique (traditionnelle), le processus d'extraction d'huile consiste aux différentes étapes suivantes :

· Broyage : Il est réalisé par des meules en pierre de granit, qui tournent dans un bac dont le sol est également en pierre. Ce broyage est réalisé manuellement ou par l'intermédiaire d'un animal. Cette étape permet donc d'obtenir une pâte qui contient de la matière solide (débris de noyaux, d'épiderme, de parois cellulaires, etc.) et des fluides (huile et eau de végétation, c'est-à-dire l'eau contenue dans les cellules de la graine).

· Séparation des phases : La pâte produite est mise sur des scourtins (des disques en fibres végétales). Ensuite, une extraction de l'huile est réalisée par une pression. Le pressage génère un sous-produit solide appelée grignons. Ces grignons sont les résidus solides récupérés à la suite de la première pression ou centrifugation. Ils sont constitués par les résidus de la peau, de la pulpe, et les fragments des noyaux.

· Une séparation par décantation des phases liquides (huile et eau de végétation) est effectuée. Cette séparation se fait à l'air libre dans des bacs en ciment, en faïence ou en argile.

Un sous-produit liquide a été généré à la fin de cette étape, appelé les margines. C'est le résidu liquide aqueux brun qui s'est séparé de l'huile par sédimentation après le pressage ou centrifugation. Ce liquide a une odeur agréable mais un goût amer. Cet effluent relativement riche en matières organiques constitue un facteur de pollution qui crée un problème réel à l'industrie oléicole.

Les graines réceptionnées dans les huileries traditionnelles passent directement par les étapes suivantes :

· Broyage : il est réalisé par des meules. Les meules utilisées pour le broyage sont légèrement décentrées par rapport à l'axe de rotation, ce qui accentue la possibilité d'écrasement des graines.

· Malaxage : cette étape permet de libérer le maximum d'huile. Des raclettes ramènent en permanence la pâte sous les meules qui jouent alors le rôle de malaxeuses. La pâte est obtenue au bout d'une demi-heure environ.

· Séparation des phases : la pâte est alors placée en couche de 2 cm d'épaisseur environ sur des disques en fibre de nylon (les scourtins), eux-mêmes empilés les uns sur les autres autour d'un pivot central (appelé aiguille) monté sur un petit chariot. L'ensemble est placé sur un piston de presse hydraulique qui permet de faire subir à la pâte une pression de l'ordre de 100 kg.cm^-2. La phase liquide s'écoule dans un bac. Les grignons restent sur les scourtins. Cette opération dure environ 45 minutes. Ensuite, chaque scourtin est débarrassé de ses grignons en le tapant comme lors du nettoyage d'un tapis.

· Décantation : l'huile, ayant une densité inférieure à celle de l'eau, donc elle remonte à la surface. Il s'agit de la décantation naturelle. Cependant cette méthode n'est presque plus utilisée, en raison de sa lenteur et de la difficulté pour bien séparer l'huile de l'eau au voisinage de l'interface entre les deux fluides. Ce sont des centrifugeuses verticales à assiettes qui permettent aujourd'hui de séparer l'huile des margines.

Il existe deux types du procédé d'extraction continu : système par centrifugation à trois phases et système par centrifugation à deux phases.

Les graines, une fois réceptionnées, subissent des traitements préliminaires tels que l'effeuillage, l'épierrage (enlèvement des pierres) et le lavage afin d'avoir de l'huile de bonne qualité.

Les grains subissent les mêmes étapes d'effeuillage, d'épierrage, de lavage et de broyage, de malaxage et de décantation que celles du système précédent à trois phases. Cependant, ce présent procédé d'extraction des grains fonctionne avec un nouveau décanteur avec centrifugation à deux phases qui ne nécessite pas l'adjonction d'eau pour la séparation des phases huileuses et solides contenant des grignons et les margines.

Ce décanteur à deux phases permet l'obtention de rendements en huile légèrement plus élevés que ceux obtenus par le décanteur conventionnel à trois phases et le système de presse. En outre, il ne procède pas à l'augmentation du volume des margines.

L'extraction par solvants des huiles et graisse est essentiellement réalisée industriellement en mettant en contact la matière oléagineuse à traiter avec un solvant approprié. On obtient ainsi une solution d'huile dans le solvant ou mélange dont la concentration varie suivant la qualité du solvant et la richesse en huile de l'oléagineux traité.

Ce mélange, après filtration et concentration, est soumis à l'action de la chaleur dans un évaporateur puis dans une colonne finisseuse sous vide comportant une injection de vapeur pour l'élimination totale des dernières traces de solvant. Les vapeurs ainsi produites sont condensées dans des appareils classiques et l'huile obtenue est refroidie et stockée en attendant le raffinage.

Le solvant condensé est recueilli dans un séparateur où il est débarrassé de l'eau provenant de la vapeur injectée et de l'humidité des produits traités.

Les farines d'extraction retiennent toujours une quantité de solvant assez importante, que l'on récupère dans des appareils sécheurs. Là aussi, les dernières traces de solvant sont chassées à l'aide de vapeur vive ou sous vide plus ou moins poussé.

L'extraction est réalisée par un appareil de soxhlet ou un appareil de Lickens-Nickersen.

Figure 4:Appareil de soxhlet à gauche, et appareil de Lickens-Nickerson à droite

Parmi les solvants utilisables, nous pouvons citer plusieurs types : les dérivés du pétrole, les solvants chlorés et les alcools.

Après avoir extraire les huiles on va essayer dans ce cette partie de déterminer quelques indices chimiques qui caractérisent les matières grasses. Ces indices permettent de faire quelques estimations sur les masses moléculaires moyennes des acides gras et des triglycérides déterminés par l'indice de saponification (I.S), sur le nombre des insaturations par la mesure de l'indice d'iode (I.I) et sur la teneur en acides gras libres par la détermination de l'indice d'acide (I.A). On peut également déterminer la teneur de l'huile en matières insaponifiables et quelques caractéristiques physiques tels que l'indice de réfraction et la densité. [8]

L'indice d'acide d'un corps gras est la quantité de potasse exprimée en milligramme nécessaire pour neutraliser les acides gras libres contenus dans un gramme de corps gras.

Cet indice apporte un renseignement précieux sur la qualité de la conservation soit des graines soit de l'huile. [9]

I.A : indice d'acide

Il correspond au nombre de milligrammes d'hydroxyde de potassium nécessaires pour la saponification d'un gramme de corps gras suivant la réaction chimique suivante:

La valeur de l'indice de saponification nous permet d'estimer les longueurs des chaînes de carbone des acides gras constituants l'huile d'une part, et de calculer les masses moléculaires moyennes des acides gras et des triglycérides qui renferment l'huile. [10]

I.S : Indice de saponification

L'indice d'iode (I.I) d'une matière grasse est le nombre de grammes d'halogène exprimé en iode fixé par 100 grammes de corps gras. Le principe de sa détermination est basé sur la fixation d'halogènes par les doubles liaisons des acides gras insaturés, il permet donc d'évaluer le taux des insaturations moyennes de l'huile. [11]

V : volume de thiosulfate de sodium nécessaire pour la neutralisation de l'excès d'iode exprimé en ml

C'est la quantité de peroxyde présent dans l'échantillon, exprimée en milliéquivalents d'oxygène actif contenu dans un kilogramme de produit, oxydant l'iodure de potassium avec libération d'iode. L'indice de peroxyde nous permet d'évaluer l'état de fraicheur de l'huile. [12]

L'iode libéré réagit avec le thiosulfate de sodium selon la réaction suivante:

L'indice de réfraction d'une huile est le rapport entre le sinus de l'angle d'incidence et le sinus de l'angle de réfraction d'un rayon lumineux de longueur d'onde déterminée passant de l'air dans l'huile maintenue à une température constante. La longueur d'onde spécifiée est (589,3 * 0,3) nm, correspondant aux radiations D1 et D2 du sodium. = + 0, 0004(t'- t) : valeur lue, à la température t', à laquelle a été effectuée la détermination.

: Valeur de la lecture obtenue à la température t', à laquelle a été effectuée la détermination

L'aspect, la couleur, l'odeur d'une huile seront déterminés afin de pouvoir apprécier la qualité, et émettre un avis, tant sur le plan économique que scientifique.

Le but de ce chapitre était de bien comprendre la notion d'une huile végétale et d'avoir une idée sur les différentes méthodes d'extraction. Ainsi on est intéressé sur l'analyse physico-chimique, en définissants les principaux indices qui caractérisent les matières grasses, et qui nous permettent de faire quelques estimations sur les propriétés des acides gras et des triglycérides.

Conclusion générale

Le but de ce projet était de bien comprendre la notion de l'huile essentielle et végétale, et d'avoir une idée sur la composition de ces deux ingrédients. Ainsi on a cité les principales méthodes d'extraction et d'analyse physico-chimique qui nous permettent de faire quelques estimations sur les propriétés des huiles.

Et finalement on a fait une comparaison entre ces huiles qui existe surtout dans leurs compositions et leurs applications.

En conclusion, ce projet nous a permis de nous préparer à des projets de plus grande envergure encore.

[1] : Melle MEBARKI NOUDJOUB, mémoire de Magister en génie des procédés chimiques et pharmaceutiques, Université M'hamed Bougara Boumerdes, 2010

[5] : Mostafa MALECKY, Thèse du DOCTORAT, l'Institut des Sciences et Industries du Vivant et de l'Environnement(AgroParisTech).

[7] : Khadija Rhayour, Thèse du Doctorat National, Université Sidi Mohamed Ben Abdellah Faculté des Sciences Dhar Mehraz -Fès-, 2002

[8] : Selon les normes AFNOR (Association Française de Normalisation) 1984.

[9] : Polycopie de travaux pratiques de la chimie des substances naturelles de S6, Université ibn tofail, 2009/2010

Annexe : Comparaison entre les huiles essentielles et végétales

Dans ce rapport on a étudié deux types d'ingrédients : les huiles essentielles et les huiles végétales. Entre ces deux ingrédients, il existe plusieurs différences comme on a vu dans les chapitres précédents. Mais il y a quelques ressemblances entre ces deux huiles. Ces ressemblances apparaissent dans quelques méthodes d'extraction et d'analyse. Pour la méthode d'extraction commune entre eux est la méthode d'extraction par solvant, et pour les méthodes d'analyse communes entre eux est l'indice de réfraction et le pouvoir rotatoire.

D'autre part il existe plusieurs différences entre ces deux types d'huiles. Ces différences apparaissent surtout dans la composition et l'application de ces huiles.

· Les huiles essentielles (Lavande, Menthe, Poivrée, etc....) n'ont pas de texture huileuse, on parle d'huile essentielle, qui est en fait le résultat de l'extraction de l'essence contenue dans les différents organes de la plante. Ainsi elles ne sont pas solubles dans l'eau, elles restent à sa surface. Ces huiles ont des propriétés très variées : tonique, digestive, apaisante, relaxante, cicatrisante, etc.... Ce sont des substances très concentrées, sont terriblement efficaces mais peuvent aussi être dangereuses (neurotoxiques, photo sensibilisantes,...). Il faut donc les manipuler avec précaution.

· Les huiles végétales (Olive, Bourrache, Noix, etc....) sont descorps gras, elles ont donc une texture huileuse.Elles ont des propriétés très diverses selon les huiles et sont particulièrement intéressantes pour une utilisation cosmétique, elles sont nourrissantes, protectrices, assouplissantes, régénérantes pour la peau par leur riche composition en divers acides gras et vitamines. Et on les utilise beaucoup comme support quand on se soigne avec les huiles essentielles.