Chapitre I : Les huiles essentielles
I. Généralités sur les huiles
essentielles
1. Historique
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]
2. Définition
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]
3. Localisation des huiles essentielles dans la
plante
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]
4. Composition des huiles essentielles
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]
a. Les terpénoïdes
Les terpènes sont des hydrocarbones naturels, de
structure soit cyclique soit à chaîne ouverte : leur formule brute
est (C5HX) 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]
Exemple :
Monoterpène Nerol
b. Les composés aromatiques
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]
c. Les composés d'origines
diverses
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]
II. Extractions des huiles essentielles
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.
Il existe plusieurs méthodes d'extraction dont voici
les principales :
1. L'entraînement à la vapeur
d'eau
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]
2. L'hydrodistillation
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]
3. La distillation à vapeur
saturée
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.
4. L'hydrodiffusion
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]
5. L'expression à froid
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).
Après celui, un autre s'est considérablement
développé.
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.
6. Extraction par solvant
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]
7. Extraction par micro-ondes
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]
8. Extraction par du CO2 supercritique
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.
III. Méthodes d'analyse et contrôle de la
qualité
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.
1. Analyse chromatographique
a. Définition
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.
b. Méthode d'identification de
constituant
· Indice kovats
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 :
IK = 100[n+ (tr(x)-tr(n)/tr
(n-1)-tr(n))]
-n : nombre d'atome de carbone de la paraffine
éluée avant le produit inconnu
-tr(x) : temps de rétention réduit du
produit inconnu x
-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.
· Méthode d'ajout
On effectue une série de Co-injections :
ü Soit de l'huile essentielle et un produit
étalon
ü Soit de l'huile essentielle et un mélange de
produit étalon
ü Soit de l'huile essentielle et une huile essentielle de
composition connue.
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.
2. Caractéristique organoleptique
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.
3. Caractéristiques physiques
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.
a. Densité relative
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.
Dr =
m2-m0/m1-m0
-m2 : masse du pycnomètre avec l'HE
-m1 : masse du pycnomètre avec l'eau
-m0 : masse du pycnomètre vide
b. Indice de réfraction
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.
ntD = nt'D +
0,0004(t'- t)
ntD : valeur de la lecture
obtenue à la température « t' » à
laquelle a été effectuée la détermination
c. Pouvoir rotatoire
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.
4. Rendement
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.
IV. Applications
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.
1. La parfumerie et cosmétologie
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.
2. La phytothérapie
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]
3. L'industrie agro-alimentaire
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]
4. Utilisation en aéro-ionisation
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]
V. Conclusion
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.
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