Zoom et comparaison sur les méthodes d'extraction d'huiles essentielles

Plusieurs techniques d’extraction existent pour produire de l’huile essentielle à base des plantes. Voici la liste de ces méthodes avec leurs particularités :

1. Extraction par entraînement à la vapeur d'eau : dans ce processus d'extraction, le matériel végétal est exposé à un courant de vapeur sans pré-macération. Les vapeurs saturées en composés volatils sont ensuite condensées, décantées dans l'essencier, et séparées en une phase aqueuse (HA) et une phase organique (HE). L'absence de contact direct entre l'eau, le matériau végétal, et les molécules aromatiques permet d'éviter des phénomènes d'hydrolyse ou de dégradation, préservant ainsi la qualité de l'huile. De plus, cette méthode produit une HE au parfum délicat, et la distillation, régulière et rapide, enrichit les notes de tête en esters. Les fractions "de tête", caractérisées par des fragrances très volatiles issues de molécules légères, apparaissent en premier. Souvent, une demi-heure de distillation permet de récupérer 95 % des molécules volatiles, satisfaisant ainsi les besoins de l'industrie et de la parfumerie, comme c'est le cas pour la lavande. Cependant, en , l'opération peut être prolongée pour récupérer l'ensemble des composants aromatiques volatils, conformément aux exigences spécifiques.

2. Extraction par hydrodistillation : cette méthode implique l'immersion de la matière première dans un bain d'eau, porté à ébullition. Elle est généralement réalisée à pression atmosphérique et peut être effectuée avec ou sans cohobage des eaux aromatiques obtenues lors de la décantation. Cependant, ce processus présente des inconvénients principalement liés à l'action de la vapeur d'eau ou de l'eau à ébullition. Certains organes végétaux, notamment les fleurs, sont trop délicats pour supporter les traitements par entraînement à la vapeur d'eau et par hydrodistillation (HD).

3. Expression à froid : cette méthode est spécifiquement utilisée pour extraire les essences volatiles présentes dans les péricarpes d'agrumes en déchirant ces derniers à l'aide d'un traitement mécanique. Elle implique la rupture ou la dilacération des parois des sacs oléifères situés dans le mésocarpe, juste sous l'écorce du fruit (l'épicarpe), afin de recueillir leur contenu sans aucune altération. L'extraction manuelle des essences de Citrus a été pratiquée pendant longtemps, et la mécanisation ainsi que l'industrialisation de la technique d'expression à froid ont émergé au début du XXe siècle pour réduire les coûts de production et améliorer les rendements, répondant à l'augmentation de la demande. Des systèmes récents, tels que la « Food Machinery Corporation-in-line » (FMC), permettent d'extraire le jus de fruit et l'essence de manière quasi-simultanée, sans qu'ils entrent en contact. C'est pourquoi l'expression à froid est devenue la méthode privilégiée pour extraire ces essences, d'autant plus que la distillation s'est avérée moins adaptée. En effet, la distillation génère des huiles aromatiques de qualité inférieure, principalement en raison de la présence significative d'aldéhydes, des composés sensibles à l'oxydation et à la chaleur.

4. Extraction par solvant organique : les solvants couramment utilisés actuellement comprennent l'hexane, le cyclohexane, l'éthanol, et, moins fréquemment, le dichlorométhane et l'acétone. Le choix du solvant doit répondre à des critères d'autorisation et de stabilité face à la chaleur, à la lumière et à l'oxygène. La température d'ébullition du solvant doit idéalement être basse pour faciliter son élimination, et il ne doit pas réagir chimiquement avec l'extrait. L'extraction se fait généralement à l'aide d'un appareil de Soxhlet. Ces solvants présentent un pouvoir d'extraction plus élevé que l'eau, ce qui signifie que les extraits contiennent non seulement des composés volatils, mais également de nombreux composés non volatils tels que des cires, des pigments, des acides gras, et d'autres substances. La méthode "classique" d'extraction par solvant implique de placer un solvant volatil et la matière végétale à traiter dans un extracteur. À travers des lavages successifs, le solvant se charge en molécules aromatiques avant d'être dirigé vers le concentrateur où il est distillé à pression atmosphérique. Bien que l'extraction par solvants organiques volatils présente des rendements généralement plus élevés par rapport à la distillation, son utilisation est limitée en raison de son coût, des problèmes de sécurité et de toxicité, ainsi que des réglementations environnementales. Cependant, cette méthode évite l'action hydrolysante de la vapeur d'eau. Face à ces contraintes, deux techniques innovantes ont émergé ces dernières années pour la distillation des substances aromatiques à partir des plantes : l'extraction assistée par micro-ondes et l'extraction par le CO2 supercritique.

5. Extraction par micro-ondes : l'extraction assistée par micro-ondes, une méthode en plein essor, se distingue par sa capacité à réduire considérablement la durée de distillation et à accroître le rendement, bien que son développement industriel reste à concrétiser. Cette technique, largement étudiée et en constante amélioration, présente des avantages notables tels que sa nature écologique, son efficacité énergétique, son faible coût initial, et la réduction des dégradations thermiques et hydrolytiques. Une variante innovante, la SFME, combine le chauffage par micro-ondes et la distillation sèche, offrant une extraction plus rapide avec des huiles essentielles caractérisées par une concentration élevée en composés oxygénés. Comparée à l'hydrodistillation traditionnelle, la SFME se démarque par une réduction significative de la consommation énergétique et des émissions de CO2, tout en assurant des rendements satisfaisants. Son protocole expérimental, axé sur l'absence de solvants organiques et des temps d'extraction courts, témoigne de son potentiel prometteur et de son adaptation aux exigences modernes d'efficacité et de respect environnemental, ouvrant ainsi la voie à une nouvelle approche pour l'obtention d'huiles essentielles.

6. L’extraction par fluide supercritique (SFE) : cette méthode se distingue par l'utilisation de solvants dans leur état supercritique, où ils se trouvent dans des conditions intermédiaires entre liquide et gazeux, présentant des propriétés physico-chimiques particulières et un pouvoir de solvatation accru. Bien que divers solvants puissent être employés, le dioxyde de carbone (CO2) est largement privilégié, notamment pour sa facilité d'obtention à des températures et pressions critiques relativement basses, sa non-toxicité, sa disponibilité en haute pureté, son faible coût, et sa facilité d'élimination de l'extrait. La SFE, considérée comme une technique "verte", se caractérise par l'utilisation limitée voire nulle de solvants organiques et une rapidité supérieure par rapport aux méthodes traditionnelles. Les compositions chimiques des huiles essentielles ainsi obtenues peuvent présenter des variations qualitatives et quantitatives par rapport à celles issues de l'hydrodistillation.