Extraits de plantes

Extraits de plantes dans les soins pour la peau

La nature regorge de nombreuses substances aux propriétés très différentes. Il n’est donc pas surprenant qu’au fil des années on y ait trouvé, et que l’on y trouve encore, des substances intéressantes dans la nature. Il existe, par exemple, de nombreux médicaments qui sont directement issus, ou du moins inspirés par, des substances de la nature. Dans d’autres domaines, les substances naturelles jouent également un rôle important, par exemple dans les cosmétiques, dans lesquels les substances naturelles prennent progressivement de plus en plus d’importance.

LES EXTRACTIONS DANS LA COSMÉTIQUE

La nature a souvent développé des propriétés très utiles et parfois difficiles à obtenir par d’autres moyens. Par exemple, les plantes contiennent de nombreux antioxydants intéressants, des substances anti-inflammatoires, antimicrobiennes, nettoyantes, exfoliantes, protectrices et hydratantes. Le rooibos, de son nom latin Aspalathus linearis, en est un exemple. Les extraits de cette plante peuvent avoir des propriétés antioxydantes et antibactériennes importantes qui peuvent être bénéfiques pour les peaux à imperfections. La camomille, une plante médicinale bien connue, de son nom latin Anthemis nobilis, dont les capitules sont le plus souvent utilisés pour obtenir des substances ayant, entre autres, des propriétés anti-inflammatoires, en est un autre bon exemple. Deux des substances actives de la camomille sont le chamazulène et l’α-bisabolol. L’extrait de figuier de barbarie, Opuntia ficus-indica, qui possède de bonnes propriétés hydratantes et antioxydantes, est un troisième exemple. Les animaux peuvent également fabriquer des substances intéressantes. Par exemple, les abeilles dont nous obtenons le miel et la cire, les poissons dont nous pouvons extraire le collagène conservateur d’hydratation et les vers à soie producteur de soie, dont nous pouvons extraire certaines protéines aux propriétés hydratantes intéressantes pour la peau et les cheveux. Ces substances convoitées sont extraites grâce à divers processus.

EXTRACTION ET PROCESSUS D’EXTRACTION

L’extraction est le processus qui consiste à séparer ou extraire quelque chose de son emplacement d’origine, sa matrice. Il existe de nombreuses techniques d’extraction et de nombreuses occasions où elles sont utilisées. Par exemple, en cuisine, dans les hôpitaux, dans les stations d’épuration, dans les entreprises qui fabriquent des aliments, des produits pharmaceutiques et des matières premières pour d’autres industries et dans de nombreux autres endroits. D’un point de vue historique, l’extraction a également joué un rôle important.

Les extractions sont de différents types et fonctionnent de différentes manières. On différencie d’abord entre les matrices solides et les matrices liquides. De la même manière, une autre différence réside dans la forme du produit à extraire : solide, liquide ou gazeuse. En général, les types sont donc comme suit : extraction liquide/liquide, extraction solide/liquide, extraction solide/gaz ou extraction liquide/solide.

Nous vous présenterons ci-après, différentes techniques d’extraction, qui sont utilisées, par exemple, pour l’extraction de matières végétales.

MACÉRATION

La macération est une technique d’extraction solide/liquide relativement simple. La matière à extraire macère dans le solvant à température ambiante pendant au moins 3 jours en remuant régulièrement, avant d’être filtrée. Cette technique est utilisée, entre autres, pour la vinification (première fermentation).

Pour la macération, on peut utiliser différents solvants liquides à température ambiante. En règle générale, cette technique utilise une grande quantité de solvant, mais en revanche, elle ne dégrade pas les substances sensibles à la chaleur dans le matériel végétal.

INFUSION

L’infusion est également une technique simple. Le solvant, qui est souvent de l’eau, peut tout aussi bien être froid ou chaud (point d’ébullition) ou tiède. Le temps d’extraction se compte généralement en minutes, puis est suivi de la filtration, et souvent le rapport entre le matériau et le solvant est bien défini. Le thé est une infusion. Avec cette technique, on obtient des substances qui se dissolvent relativement rapidement dans le solvant (selon le temps d’extraction).

Il existe une technique très similaire appelée « digestion ». Le solvant est légèrement chauffé pendant l’extraction, ce qui permet d’extraire un peu plus de substance du matériau.

DÉCOCTION

Pour la décoction, on utilise le plus souvent de l’eau portée à ébullition comme solvant. Le rapport entre le matériau et le solvant (par exemple 1/4) et le temps d’extraction (compté en minutes) est généralement bien défini. Dans certains cas, l’extrait est porté à ébullition pendant l’extraction de sorte que la quantité de solvant réduise, et l’extrait résultant est ainsi plus concentré, puis est filtré. Cette technique est utilisée dans certains modes de préparation de café. Par rapport à la macération et à l’infusion, on obtient également un peu plus de substances solubles dans l’huile. La technique n’est pas adaptée aux substances thermolabiles.

PERCOLATION

La percolation est similaire aux techniques précédentes, mais lors de ce processus on laisse le solvant passer au travers d’une couche du matériau. On utilise souvent un dispositif en forme d’entonnoir, dans lequel on place le matériau, qui peut d’abord être humidifié avec le solvant pendant un certain temps avant de verser davantage de solvant froid ou chaud dessus et de le laisser pénétrer lentement (dans certains cas, on le laisse tremper pendant un certain temps avant d’ouvrir le fond de l’entonnoir et de laisser l’extrait s’égoutter). Cette technique est utilisée, entre autres, pour la préparation du café.

EXTRACTION CONTINUE A CHAUD (REFLUX) - SOXHLET

Pour cette technique d’extraction, on utilise généralement un appareil fermé spécial appelé « Soxhlet » (du nom de son inventeur, Franz von Soxhlet), dans lequel le matériau finement décomposé est placé dans un récipient spécial, tandis que le solvant est dans un flacon situé en dessous. Le solvant est chauffé tout en remuant afin que ses vapeurs remontent dans le Soxhlet, se condensent dans un tube de refroidissement et s’égouttent dans le récipient avec le matériau où l’extraction a lieu. Lorsque ce récipient est plein, le liquide d’extraction est acheminé vers le bas dans le ballon et ce processus de reflux se produit ainsi plusieurs fois. Ce procédé utilise moins de solvant que les techniques décrites ci-dessus, mais n’est pas adapté aux substances thermolabiles. On peut utiliser différents solvants pour cette technique, ce qui déterminera la composition de l’extrait final. Cette technique est utilisée, entre autres, dans les études en laboratoire d’échantillons environnementaux et de denrées alimentaires.

EXTRACTION AVEC LIQUIDE SOUS PRESSION

Cette technique est également appelée extraction accélérée par solvant et est, comme son nom l'indique, une extraction avec un solvant sous forme liquide sous haute pression (généralement 50-100 atm) et chauffé pour qu’il reste sous forme liquide. Il s’agit d’une extraction relativement rapide et efficace, et la quantité de solvant est relativement faible. Le solvant peut par exemple être de l’éthanol ou de l’eau.

EXTRACTION PAR FLUIDE SUPERCRITIQUE

Cette technique fait partie des techniques les plus récentes. Au lieu d’un solvant sous forme liquide sous pression et à température normales, on utilise un solvant généralement sous forme gazeuse. Mais via une combinaison de pression et de température plus élevées (en fonction du point critique du gaz), il prend une forme fluide supercritique, qui a une densité élevée et des propriétés à la fois semblables au liquide et au gaz. Il offre des propriétés d’extraction spéciales qui peuvent être ajustées en fonction de la pression et de la température. Le solvant le plus courant est le CO2, qui est obtenu sous forme liquide supercritique à une pression supérieure à 73 atm et à une température supérieure à 31 °C. Il convient ainsi à l’extraction de substances thermosensibles telles que certaines huiles parfumées.

Le CO2 a par ailleurs l’avantage d’être une substance sûre, peu onéreuse et non nocive pour l’environnement. Le solvant (CO2) peut être facilement éliminé, ce qui permet d’avoir un extrait sans solvant après l’extraction. Cependant, le CO2 a certaines limites (comme tous les solvants) en termes de substances qu’il peut extraire. Ce sont principalement les substances les plus lipophiles qui sont extraites à l’aide du CO2. On peut légèrement contourner cet inconvénient en ajoutant de petites quantités de certaines autres substances au CO2, comme l’éthanol. Cette technique est utilisée, entre autres, pour réduire la teneur en caféine du café et pour certains extraits de plantes, comme les huiles essentielles et les oléorésines.

ULTRASONS, MICRO-ONDES ET TECHNIQUES D’EXTRACTION ASSISTÉES

On peut augmenter le rendement du processus d’extraction en combinant différentes techniques :

Avec les ultrasons (sonication), une fréquence ultrasonore comprise entre 20 et 2 000 kHz est combinée à l’extraction, ce qui entre autres accroît la perméabilité des parois cellulaires du matériau et facilite ainsi la libération des substances du matériau, de sorte à raccourcir le temps d’extraction et à utiliser moins de solvant. Les ultrasons ont pour inconvénient de pouvoir modifier certaines substances naturelles, ce qui produit des radicaux libres.

Les micro-ondes génèrent de la chaleur en interagissant avec des substances polaires telles que l’eau, ce qui augmente le rendement d’extraction sur une plus courte durée et réduit la consommation de solvant. Cela ne convient pas aux substances thermolabiles et le processus de chauffage n’est pas complètement uniforme lors de l’extraction.

Les enzymes peuvent, entre autres, aider à briser les parois cellulaires et les membranes du matériau et ainsi faciliter la libération des substances du matériau.

TECHNIQUES D’HYDRO-DISTILLATION

Ces techniques sont principalement utilisées pour extraire des substances volatiles telles que les huiles essentielles. Il existe des techniques légèrement différentes, mais elles consistent essentiellement à utiliser de l’eau chaude, de la vapeur d’eau ou des vapeurs d’autres solvants pour extraire des substances du matériau. Les substances volatiles se présentent sous forme gazeuse dans le récipient fermé et se condensent avec le solvant en un liquide, après quoi les deux composants peuvent être séparés. On essaie souvent de maintenir la température aussi basse que possible, car un grand nombre des substances volatiles des plantes sont sensibles à la température. La distillation à la vapeur est la technique la plus courante pour extraire les huiles essentielles.

PRESSAGE

Lorsqu’elles sont pressées, les huiles sont (en général) simplement extraites des glandes dans lesquelles la plante les produit. Les matières végétales ne conviennent pas toutes pour cette technique, et elle n’est généralement pas aussi efficace que l’extraction par solvant. Afin d’optimiser l’utilisation du matériel végétal, on choisit donc souvent de faire une extraction « supplémentaire » avec un solvant, de manière à extraire davantage de substances recherchées.

Le processus de pressage est généralement utilisé pour le matériel végétal frais, sans utilisation de solvant (le matériel végétal contient du liquide) et peut être réalisé à chaud ou à froid. La technique est utilisée, entre autres, pour l’huile d’olive pressée à froid. Les huiles essentielles d’écorces d'agrumes sont un type d’huiles essentielles qui sont généralement produites par pressage.

SOURCES :

Zhang, QW., Lin, LG. & Ye, WC. Techniques for extraction and isolation of natural products: a comprehensive review. Chinese Medicine 13, 20 (2018)

Azwanida, NN. A Review on the Extraction Methods Use in Medicinal Plants, Principle, Strength and Limitation. Medicinal and Aromatic plants 4 (2015): 1-6

Patel, K., Panchal, N., Ingle, P., Review of Extraction Techniques – Extraction Methods: Microwave, Ultrasonic, Pressurized Fluid, Soxhlet Extraction, Etc. International Journal of Advanced Research in Chemical Science 2019, 6(3): 06-21

Handa, S. S., Khanuja, S. P. S., Longo, G. & Rakesh, D. D. (2008). Extraction Technologies for Medicinal and Aromatic Plants. United Nations Industrial Development Organization and the International Centre for Science and High Technology

Berkem website. Plant Extraction: the heart of Berkem’s trade. Lokaliseret 3. Juli 2021: https://www.berkem.com/en/expertise-en/plant-extraction