effet antioxydant d'extraits de plantes (laurus nobilis l
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IMEN KAHOULI
EFFET ANTIOXYDANT D'EXTRAITS DE PLANTES (Laurus nobilis L., Rosmarinus officinalis, Origanum
majorana, Oléa Europea L.) DANS L'HUILE DE CANOLA CHAUFFÉE
Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures de l'Université Laval
dans le cadre du programme de maîtrise en génie agroalimentaire pour l'obtention du grade de Maître es sciences (M.Sc.)
DEPARTEMENT DES SOLS ET DE GENIE AGROALIMENTAIRE FACULTÉ DES SCIENCES DE L'AGRICULTURE ET DE L'ALIMENTATION
UNIVERSITÉ LAVAL QUÉBEC
2010
© Imen Kahouli, 2010
Résumé Des extraits naturels de certaines plantes, dont le Laurus Nobilis L, le Rosmarinus
Officinalis, YOriganum Majorana, et les feuilles d'olivier Olea Europeae L, ont été étudiés
afin d'améliorer la qualité des huiles végétales utilisées pour la cuisson. Il s'agit d'une
manière servant à éviter l'addition d'antioxydants de synthèse en enrichissant l'huile à
chauffer par des substances naturelles. Pour ce qui est des plantes aromatiques, l'activité
antioxydante de leurs extraits ainsi que de leurs huiles essentielles ont été comparées avec
le butylhydroxytoluène (BHT). L'extrait de feuilles d'olivier a été testé et comparé, à son
tour, aux différentes substances.
L'extraction des huiles essentielles des plantes aromatiques a été effectuée par
hydrodistillation de la matière végétale lyophilisée. Leur composition a été déterminée par
Chromatographie Gazeuse (GC) et par Chromatographie Gazeuse-Spectrophotométrie de
Masse (GC)-(MS). Les extraits végétaux ont été obtenus par macération dans l'éthanol
(95%). Leur contenu phénolique total a été estimé par la méthode de Folin-Ciocalteau.
Différentes expériences de chauffage ont été réalisées pour tester l'effet antioxydant des
extraits éthanoliques et aromatiques de plantes. En effet, des échantillons d'huile de Canola
enrichis à 1% (p/p) d'extrait ont été chauffés dans un four, dans des flacons ouverts, à une
température de 120 ° C durant cinq jours puis à une température plus élevée de 180 ° C.
Leur composition en acides gras insaturés a été suivie respectivement chaque jour et chaque
heure par analyse GC.
Les extraits éthanoliques et les huiles essentielles ont présenté respectivement deux
intervalles de rendement distants en pourcentage (p/p) : 6,6-13,8% et 0.6-1,1%. Les huiles
essentielles des trois plantes aromatiques (Laurus Nobilis L., Rosmarinus Officinalis,
d'Origanum Majorana) sont respectivement et particulièrement riches en 1,8-cinéole
(23,2% et 45,2%) et en terpinén-4-ol (38,3%). Le taux des phénols totaux des extraits
éthanoliques, en milligramme équivalent d'acide gallique (EAG) par gramme de matière
sèche, était respectivement de 276 mg EAG g"1, 228 mg EAG g"1, 215 mg EAG g"1 et
finalement 203 mg EAG g"1 de phénols totaux pour l'extrait éthanolique des feuilles
d'olivier.
L'analyse des résultats de l'oxydation de l'huile de Canola ainsi que l'interprétation
de l'évolution du taux de l'acide linolénique (Cl8:3) et de l'acide linoléique (Cl8 :2) ont
montré un effet antioxydant plus ou moins significatif des extraits de plantes éthanoliques
par rapport au BHT. L'efficacité la plus élevée a été associée principalement à YOlea
europea L. puis d'Origanum Majorana, suivi du Rosmarinus, officinalis et du Laurus
Nobilis L. L'activité antioxydante la plus basse était associée au BHT dans la plupart des
conditions utilisées.
Les résultats suggèrent l'introduction de différents extraits de plantes dans la
préparation d'aliments pour une meilleure préservation, aussi bien lors de l'entreposage ou
lors du chauffage des aliments.
Mots-clés : Antioxydants naturels, huiles essentielles, extraits, plantes aromatiques,
romarin, laurier, marjolaine, feuilles d'olivier, huile végétale, BHT.
Abstract In order to improve the quality of vegetable oils used for thermal processing of
foods without the use of synthetic antioxidants, antioxidant activity of Laurus nobilis L.,
Rosmarinus officinalis and Origanum majorana extracts and their essential oils was
evaluated and compared to that of butylhydroxytoluene (BHT) and olive leaf extract.
Essential oil extraction was carried out by hydrodistillation of lyophilized and
powdered plant material, and the composition was determined by GC and GC-MS.
Ethanolic extracts were obtained by maceration, and total phenolic content was estimated
by the Folin-Ciocalteau method. Samples of enriched Canola oil, in open vials, with 1%
(w/w) extract were heated at 120°C during five days, then 180° C, and the unsaturated fatty
acid composition was respectively monitored daily and every two hour, by GC analysis.
Ethanolic and the essential oil extractions yields were between 6,6-13,8 % and 0.6-
1,1 %. The essential oils of Laurus nobilis L., Rosmarinus officinalis and Origanum
majorana, were respectively high in 1,8-cinéole (23,2% and 45,2 %) and terpinen-4-ol
(38,3 %). The oxidation results and the evolution of linolenic acid (CI8:3) and linoleic acid
(CI 8 :2) content have been interpreted to show a significant antioxidant effect of ethanolic
plant extracts compared to BHT. The efficacy was highest for Olea Europea L. extract then
O. majorana, extract, followed by R. officinalis and L. nobilis extracts, respectively.
Antioxidant activity was almost the lowest for BHT under the different conditions used.
The results lead to plan on introducing those plants extracts in the processing
whether to protect the lipids during the storing or the heating of the food.
Keywords:
Natural antioxidant, essential oil, herbs, rosemary, bay leaves, marjoram, olive leaves,
Vegetable oil, extracts, BHT.
Avant-propos Ce projet vise à valoriser l'utilisation de certains extraits de plantes, et ce qu'elles
soient des épices ou des sous-produits agricoles. Cette valorisation s'est réalisée grâce à
l'incorporation de ces substances, sous forme d'extraits de solvant organique ou de
distillats, dans l'huile de Canola pour diminuer son oxydation en condition de chauffage.
Les différents extraits de romarin, de marjolaine, de laurier et des feuilles d'olivier, se
caractérisent par leur richesse en composés phénoliques antioxydants, minéraux et
aromatiques. Ils ont, à cet effet, de très larges applications industrielles (pharmaceutique,
cosmétique, alimentation, santé, cuisine). Par ce choix, on vise, d'une part, à remplacer
l'utilisation d'antioxydants synthétiques par des extraits de plantes à effet antioxydant, et
d'autres part, à valoriser les bienfaits des feuilles d'olivier, riches en antioxydants, souvent
rejetées dans la nature ou utilisées dans l'alimentation animale. Pour atteindre ces deux
fins, nous avons préparé, dans un premier temps des huiles essentielles (romarin, laurier et
marjolaine) que nous avons introduites dans l'huile de Canola. Dans un deuxième temps,
nous avons comparées leur effet antioxydant au BHT à haute température. Nous avons,
également, préparé des extraits du romarin, de marjolaine, de laurier et de feuilles d'olivier
qu'on a introduits, par la suite, dans l'huile de Canola exposée à des conditions de
chauffage plus ou moins extrêmes. L'effet antioxydant des extraits a été comparé à celui du
BHT, et l'effet antioxydant des feuilles d'olivier a été évalué par rapport au reste des
extraits.
Ce travail n'aurait pas pu avoir lieu sans l'apport majeur de mon directeur de
recherche, Professeur Paul Angers du département des sciences de l'alimentation et de la
nutrition, qui m'a permis d'amorcer ce projet avec toute la latitude désirée. Son aide et ses
remarques m'ont permis d'élargir mes champs de connaissance et mon sens critique. Mes
sincères remerciements vont aussi à mon co-directeur Professeur Khaled Belkacemi, du
département des sols et du génie agroalimentaire, pour son aide, son support, ses
suggestions et sa disponibilité. Sa considération et ses encouragements m'ont données
davantage de volonté et de confiance pour avancer avec sûreté.
Je remercie aussi tous les professionnels qui m'ont aidé tout au long de ma maîtrise.
Je remercie tout particulièrement Professeur Joseph Makhlouf, pour ses remarques
précieuses et sa considération énorme, Mr Ronan Corcoff et Mr Alain Gaudreau pour leur
dévouement auprès des étudiants et leurs aides techniques. Finalement, je remercie à ma
famille pour leur soutien et leur encouragement.
'A mon cher papa Hédi et à ma chère maman Zohra, à toute ma famille et tous ceux qui ont
cru en moi '
« On ne peut pas croire à la moitié de ce qu 'on entend raconter, on ne peut pas croire à la plupart des choses qu 'on lit,
mais on peut croire à tout ce que l'on fait... » Ellen MacArthur (2002), Du vent dans les rêves
Tables de matières Résumé ii
Abstract iv
Avant-propos : v
Table des matières viii
Listes des Tableaux 1
Liste des figures 2
Introduction 16
Chapitre 1. Revue de littérature 18
1. Oxydation des lipides 18
1.1. L'auto-oxydation 18
1.2. Les facteurs affectant l'oxydation des lipides 19
1.2.1. Influence de la température et de la concentration en oxygène 19
1.2.2. Effet des métaux 20
1.2.3. Effet de la lumière 20
1.2.3. Effet de la lumière 20
1.2.4. Effet des enzymes 21
2. Les antioxydants 22
2.1. Utilité alimentaire 22
2.2. Propriétés 22
2.3. Mécanisme d'action 25
2.4. Antioxydants synthétiques 26
8
2.5. Antioxydants naturels 29
2.5.1. Particularité des antioxydants naturels 29
2.5.2. Sources naturelles d'antioxydants 29
2.5.2.1. Huile d'olive 30
2.5.2.2. Olives de Table 32
2.5.2.3. Huiles végétales 32
2.5.2.3. Herbes et épices 32
2.5.2.4. Sous-produits agricoles 33
3. Plantes aromatiques 34
3.1. La marjolaine 34
3.1.1. Description 34
3.1.2. Huile essentielle de marjolaine 34
3.1.2.1. Propriétés 34
3.1.2.2. Composition et effet antioxydant de l'huile essentielle de marjolaine 35
3.1.3. Activité antioxydante de l'extrait de marjolaine 35
3.2. Le laurier 37
3.2.1. Description 37
3.2.2. Huile essentielle de laurier 37
3.2.3. Composition et effet antioxydant de l'huile essentielle de laurier 38
3.2.4. Activité antioxydante de l'extrait de laurier 38
3.3. Romarin 39
3.3.1. Description 39
3.3.2. Huile essentielle du romarin 39
3.3.3. Composition et effet antioxydant de l'huile essentielle du romarin 40
3.3.4. Activité antioxydante de l'extrait de romarin 40
4. Feuilles d'olivier 43
4.1. Intérêts scientifiques et industriels 43
4.2. Propriétés et variétés 44
4.3. Composition de l'extrait de la feuille d'olivier 44
4.4. Les effets des principaux composants : l'oleuropéine et ses dérivées 45
4.5. Effet antioxydant naturel pour un aliment meilleur 46
5. Huile végétale et friture 48
5.1. Caractéristiques 48
5.2. Processus général 48
5.3. Facteurs de dégradation de l'huile de friture 49
2.4. Réactions et produits de dégradation de l'huile durant la friture 49
5.5. Huile de Canola 50
Chapitre 2. Hypothèse et Objectifs 52
1. Hypothèse 52
2. Objectifs 52
Chapitres 3. Matériels et Méthodes 53
1. Produits chimiques 54
2. Matière végétale 54
3. Préparation des extraits 54
10
4. Teneur en phénols totaux 55
4.1. Préparation du réactif. 55
4.2. Mesures Spectrophotométriques 55
5. Récupération de l'huile essentielle et identification 56
5.1. GC et GC-MS analyses 56
5.2. Chromatographie en phase gazeuse (GC) 56
5.3. Chromatographie en phase gazeuse (GC)- Spectrométrie de masse (MS) 57
5.4. Identification des composants et quantification 57
6. Évaluation de la détérioration de l'huile de Canola à haute température 58
6.1. Enrichissement de l'huile de Canola 58
6.2. Oxydation et chauffage à 120 °C 58
6.3. Huile de Canola enrichie et processus d'oxydation à 180°C 59
7. Analyses des FAMES (Fatty Acid Methyl Esthers) 60
7.1. Préparation des FAMES 60
7.2. Analyses GC 60
8. Utilisation d'un extrait de feuilles d'olivier dans une friture de pomme déterre 61
Chapitre 4. Résultats et Discussion 62
1. Extraits des plantes 62
1.1. Extractions et rendements 62
1.2. Détermination du taux des phénols totaux 63
2. Huiles essentielles 64
2.1. Propriétés et rendements 64
11
2.2. Composition des huiles essentielles 64
3. Essais de chauffage et antioxydants 71
3.1. Effet antioxydant des huiles essentielles à 20°C 71
3.2. Effet antioxydant des extraits à 120°C 75
3.2.1. Chauffage de l'huile de Canola 76
3.2.2. Effet antioxydant du BHT 77
3.2.3. Effet antioxydant du laurier 77
3.2.4. Effet antioxydant du romarin 78
3.2.5. Effet antioxydant de la marjolaine 78
3.2.6. Effet antioxydant des feuilles d'olivier 79
3.2.7. Conclusion 80
3.3. Effet antioxydant des extraits à 180°C 81
3.3.1. Chauffage de l'huile de Canola 82
3.3.2. Comparaison entre les effets antioxydant des extraits 82
3.3.3. Particularité des feuilles d'olivier 83
Conclusion générale 84
Références bibliographiques 87
Annexes 107
Annexe 1 107
Annexe 2 109
12
Liste des tableaux Tableau 1 : Exemples d'antioxydants utilisés comme additifs alimentaire
Tableau 2 : Les différents résultats de macération des matières végétales
dans l'éthanol.
Tableau 3 Rendements de l'extraction des différentes huiles essentielles
par hydrodistillation.
Tableau 4 Composition principale de l'huile essentielle Rosmarinus
officilanis
Tableau 5 Composition principale de l'huile essentielle de Origanum
marjoram L.
Tableau 6: Composition principale de l'huile essentielle de Laurus
Nobilis L.
13
Liste des figures
Figure 1
Figure 2
Figure 3
Figure 4
Figure 5
Figure 6
Figure 7:
Figure 8
Figure 9
Figure 10
Figure 11
Figure 12
Action préventive des antioxydants
Structure moléculaire de Pa-tocophérol.
Structures moléculaires d'antioxydants synthétiques.
Structures moléculaires des principaux phénols de l'huile d'olive
Structures chimiques de quelques composés phénoliques.
Structures chimiques des composés majeurs de l'extrait de romarin.
Composition d'huiles végétales en acides gras.
Taux de phénols totaux des extraits éthanoliques des feuilles d'olivier, de
laurier, de romarin, de marjolaine en 'milligramme équivalent d'acide
gallique par gramme de matière sèche' (mg EAG g-1)
L'évolution de la dégradation de l'acide linoléique (Cl8:2) en taux résiduel
(%) dans l'huile de Canola enrichie à l'huile essentielle (HE.) de romarin,
de marjolaine ou de laurier à la température de 120°C durant cinq jours.
L'évolution de la dégradation de l'acide linolénique (Cl8:3) en taux
résiduel (%) dans l'huile de Canola enrichie à l'huile essentielle (HE) de
romarin de marjolaine ou de laurier à la température de 120°C durant cinq
jours.
L'évolution de la dégradation de l'acide linolénique (Cl8:3) en taux
résiduel (%) dans l'huile de Canola enrichie à l'extrait éthanolique (E.) de,
romarin de marjolaine, de laurier et les extraits éthanolique (Eth.) ou
aqueux (Eaq.) des feuilles d'olivier à la température de 120°C durant cinq
jours.
L'évolution de la dégradation de l'acide linoléique (C18:2) en taux résiduel
(%) dans l'huile de Canola enrichie à l'extrait éthanolique (Eth.) de,
romarin de marjolaine, de laurier et les extraits éthanolique ou aqueux
14
(Eaq.) des feuilles d'olivier à la température de 120°C durant cinq jours.
Figure 13 : L'évolution de la dégradation de l'acide linolénique (Cl8:3) en taux
résiduel (%) de l'huile de Canola enrichie à l'extrait de romarin, de
marjolaine, de laurier ou des feuilles d'olivier à la température de 180°C
durant 12 heures.
Figure 14 : L'évolution des taux des acides gras C18 :1, C18 :2, Cl8 :3 et C16 :0 de
l'huile de Canola enrichie en poudre de romarin, laurier ou marjolaine,
chauffée par rapport à l'huile de Canola chauffée non enrichie, à une
température de 120°C pendant cinq jours.
Figure 15 : L'évolution de la dégradation de l'acide linolénique (Cl8:3) en taux
résiduel (%), dans l'huile de Canola non enrichie et celle enrichie en BHT
et en extrait de feuilles d'olivier, utilisées dans la friture de pommes de
terre congelées, à une température de 180°C durant cinq heures.
15
Introduction
L'oxydation des lipides prend lieu quand l'oxygène atmosphérique réagit avec les
acides gras insaturés des huiles (Moll et Moll, 1998). Cette réaction se déroule en utilisant
un mécanisme radicalaire. Elle constitue, à cet effet, un des facteurs responsables de la
détérioration des aliments complexes. L'oxydation des lipides est, de même, considérée
comme l'une des réactions majeures correspondant à la dégradation de la qualité de l'huile
durant la cuisson et la friture. Il s'agit d'un problème qui touche, principalement, les
produits industriels. En effet, l'oxydation des lipides entraîne une diminution de la qualité
organoleptique du produit non seulement par la formation d'odeurs rances mais également
par la diminution de la qualité nutritionnelle. Cette dernière se manifeste à travers la
formation de radicaux libres, d'hydrocarbures, d'aldéhydes, de cétones, d'acides, d'esters,
de peroxydes. Ces éléments constituent, pour la plupart, des composés toxiques, voire,
cancérigènes, favorisant le développement de certaines maladies telle que l'artériosclérose
(Wu et Nawar, 1986 ; Kubow, 1990). La lutte contre l'oxydation des denrées alimentaires
au cours de leurs transformations technologiques, du stockage et de la distribution
s'impose. Parmi les diverses solutions technologiques possibles, l'addition d'agents
antioxydants aux huiles et aux aliments riches en lipides (Gertz, 2000), est pratiquée depuis
fort longtemps. Toutefois, les antioxydants synthétiques comme le butylhydroxytoluène
(BHT) et terbutylhydroxyanisol (BHA) ont des effets négatifs sur la santé humaine (Farag
et ai., 2003) et sont facilement volatiles à haute température.
L'ampleur de ce problème a fait que des antioxydants naturels deviennent de plus
en plus recommandés pour remplacer les antioxydants synthétiques. Dans cette démarche,
la stabilisation des huiles végétales, (Gertz, 2000), dont l'oxydation mène à la réduction
de la qualité des huiles et des aliments frits, a fait l'objet de nombreuses recherches ayant
opté pour l'utilisation des antioxydants naturels à pouvoir antioxydant remarquable
(Warner, 2002).
16
Les extraits de plusieurs plantes, parmi lesquelles différentes herbes et épices, ont
montré une activité antioxydante intéressante (Farag et al., 1989; Heerramann, 1989; Cao et
al., Evans et Reyhout,1992; Kim et al., 1994 ; 1996; Jacob et Burri, 1996), comme la
poudre de marjolaine (Origanum majorana) dans l'huile de graines de coton (Houhoula et
al., 2003), les extraits de laurier ( Laurus nobilis L.) et de romarin dans l'huile de palme
(CheMan et al., 1999). Les feuilles d'olivier (Olea europaea L.) sont générées en grande
quantité (approximativement 6 Mt de biomasse en Espagne), comme un résidu
agroindustriel de la production d'huile d'olive (Lapuerta et al., 2007) qui présente une des
plus importantes cultures dans les pays méditerranéens et qui couvrent 8 million ha, à peu
près 98% de la culture d'oliviers au monde (Bolanos et a/.,2006).. Bien que dans ces
feuilles, riches en composées phénoliques actifs (Visioli et al, 1994), l'oleuropéine de la
famille des secoiridoides présente la plus large fraction des polyphenols, de nombreux
autres composés phénoliques sont isolés comme l'hydroxytyrosol, le tyrosol, la rutine, la
lutéoline, le flavanole catéchine et l'apigénine (Polzonetti et al, 2004, Benavente-Garcia et
al, 2000 et Murphy et al, 2003). Les feuilles d'olivier possèdent un pouvoir antioxydant
non négligeable (Benavente-Garcia et al, 2000 et Savournin et al, 2001) et peuvent bien
être utilisées dans l'industrie alimentaire pour l'extraction d'additifs antioxydants.
Le but de ce travail est d'extraire des substances végétales actives à partir du
romarin, de la marjolaine, du laurier et des feuilles d'olivier pour les incorporer dans l'huile
de Canola et pour étudier leur effet antioxydant sous des conditions défavorables de
température et d'oxygène. Ces épices sont utilisées surtout dans la cuisson des aliments ou
pour l'assaisonnement et elles possèdent chacune différentes caractéristiques aromatiques,
culinaires et médicales. Il serait, donc, possible de tester la stabilité oxydative des huiles
essentielles de ces plantes aromatiques et de leurs extraits en plus des extraits des feuilles
d'olivier. Après l'évaluation cinétique de l'effet antioxydant, principalement à partir du
taux résiduel de l'acide linolénique de l'huile de Canola chauffée, cette étude permettrait
d'affirmer l'importance de l'utilisation bénéfique de ces substances naturelles, d'apporter
des comparaisons entre les diverses substances utilisées et de justifier la différence entre
leurs effets.
17
Chapitre 1. Revue de littérature.
1. Oxydation des lipides.
1.1. L'auto-oxydation.
L'auto oxydation est un enchaînement de réactions radicalaires qui se déroulent en 3
étapes. L'initiation est la phase de déclenchement où se forme un premier radical libre. En
présence d'un initiateur, les acides gras insaturés perdent un hydrogène à proximité de la
double liaison pour former des radicaux libres (1). Cette réaction peut être produite par une
dissociation thermique, par des catalyseurs métalliques ou par des radiations ionisantes
avec ou sans intervention de substances photos sensibilisatrices (Frankel, 1980).
RH ► R« + H»(l)
Dans une deuxième étape, celle de la propagation des radicaux libres formés fixent
l'oxygène et forment des radicaux peroxyles instables (2) qui réagissent avec d'autres
molécules d'acides gras et conduisent à de nouveaux radicaux libres et des hydropéroxydes
(3).
R» + 0 2 ► ROO* (2)
ROO» + RH ► ROOH + R» (3)
La susceptibilité des acides gras à l'oxydation dépend de la disponibilité de leur
hydrogène pour réagir avec les radicaux peroxyles (Frankel, 1980) (4).
ROO» + R-CH2-CH=CH-R' ► R-C«H-CH=CH-R + ROOH (4)
La structure des radicaux libres est stabilisée par résonance. La molécule d'oxygène
réagit sur les carbones à l'extrémité du système allylique pour produire des isomères
hydropéroxydes qui sont les produits primaires de l'oxydation. Finalement les radicaux
18
libres dans le milieu réagissent entres eux et forment des produits non radicalaires, c'est la
réaction de terminaison (5).
ROO ROO
R > Produits non radicalaires
ROO R
(5)
Globalement, ce processus conduit à des hydrocarbures, des aldéhydes, des cétones,
des acides, des esters, des peracides, des peroxydes, mais aussi à des produits de
polymérisation (Sinnhuber, 1962).
1.2. Les facteurs affectant l'oxydation des lipides.
L'oxydation des lipides est une réaction lente, particulièrement à basse température.
La phase d'initiation de l'oxydation des lipides peut être déclenchée par plusieurs facteurs
tels que l'oxygène activé, les enzymes, la température, la lumière ou les traces de métaux
(Brimberg et Kamal-Eildin, 2003 ; Andreo et al., 2003 ; Marc et al., 2004).
1.2.1. Influence de la température et de la concentration en oxygène.
Durant la réaction d'oxydation, une grande interaction existe entre la température et
la concentration d'oxygène. Ainsi il est assez difficile d'évaluer l'effet de ces facteurs
individuellement. La solubilité de l'oxygène est très élevée à température ambiante ou à
basse température (Andreo et al., 2003). Pendant la phase de propagation, l'oxygène réagit
rapidement avec les radicaux alkyl R* pour générer les hydropéroxydes ROOH (Valesco et
Dobarganes, 2002).
19
La cinétique de formation du ROOH est largement élevée par rapport à leur
décomposition. Par contre, lorsque la température augmente, la solubilité de l'oxygène
diminue considérablement (Andreo et al , 2003). La réaction d'initiation devient plus
importante et la concentration des radicaux libres R» augmente. Ceci entraîne la formation
des polymères, une réaction faisant intervenir les radicaux alkyl R» et les radicaux alkoxyl
RO» (Valesco et Dobarganes, 2002).
1.2.2. Effet des métaux
Les métaux de transition jouent un rôle important dans la génération des radicaux
libres de l'oxygène, ils sont les premiers activateurs des molécules d'oxygène. (Love,
1980).
L'initiation de l'oxydation lipidique par les métaux peut se faire par transfert
d'électron ou par formation de complexe de transition ou de complexe avec le peroxyde
d'hydrogène qui catalysent l'auto-oxydation et la décomposition par la réaction redox.
Les traces de métaux pro-oxydants (fer et cuivre sous forme libre) augmentent les
cinétiques de formation des radicaux et de décomposition des hydroperoxydes pour des
teneurs faibles (centaines de ppb). (Frankel, 1998).
1.2.3. Effet de la lumière
La lumière (les ultraviolets) joue le rôle d'accélérateur des cinétiques des réactions
d'oxydation, les mécanismes chimiques restent les mêmes. Elle intervient dans la photo
oxydation qui constitue une voie importante de production d'hydroperoxydes en présence
d'oxygène, d'énergie lumineuse et de photosensibilisateurs tels que les hémoprotéines ou la
riboflavine (Hultin, 1992).
Les photosensibilisateurs absorbent l'énergie lumineuse et passent à l'état triplet
excité (Hultin, 1994). Les photosensibilisateurs interviennent dans l'oxydation des lipides
selon deux types de mécanismes (Frankel, 1998).
Les photosensibilisateurs de type I, telle que la riboflavine, agissent comme les
radicaux libres initiateurs. Dans leur état triplet, ils arrachent un atome d'hydrogène ou un 20
électron aux molécules lipidiques pour former un radical capable de réagir avec l'oxygène.
Selon le second mécanisme, les molécules photosensibles de type II, telles que la
chlorophylle et l'érythrosine, réagissent dans leur état excité avec l'oxygène triplet auquel
elles transfèrent leur énergie pour donner de l'oxygène singulet. L'oxygène singulet ainsi
formée est très électrophile et peut réagir directement sur un acide gras insaturé (RH)
formant ainsi un hydroperoxyde ROOH. Par la suite interviennent les réactions radicalaires
en chaîne de l'autooxydation. (Frankel, 1998).
1.2.4. Effet des enzymes.
Le phénomène d'oxydation des acides gras insaturés peut être d'origine
enzymatique. Les deux enzymes principalement impliquées sont la lipoxygenase et la
cyclooxygénase (Hultin, 1994). La lipoxygenase catalyse l'insertion d'une molécule
d'oxygène sur un acide gras insaturé selon une réaction stéréospécifique et aboutit à la
formation d'hydroperoxydes. Elle agit spécifiquement sur les acides gras non estérifiés.
Son activité est donc souvent couplée avec celle des lipases et phospholipases. La
cyclooxygénase est une lipoxygenase qui incorpore deux molécules d'oxygène au niveau
d'un acide gras pour former des hydroperoxydes spécifiques. (Josephson et Lindsay, 1986).
L'oxydation enzymatique se produit même à basse température. Durant le stockage
à l'état congelé, l'activité enzymatique est très faible. Cependant, une fois la décongélation
amorcée et des températures de 0°C à 4°C atteintes, il semblerait que cette activité reprenne
et s'accentue (Frankel, 1998). Ces enzymes peuvent être inhibées par les tocopherols
(vitamine E) qui sont des antioxydants naturels. (Rhee, 1988).
21
2. Les antioxydants.
2.1. Utilité alimentaire.
Maîtriser l'oxydation est indispensable pour gérer l'évolution des systèmes
biologiques dans leur complexité, en particulier dans le cas des aliments dont la
dégradation peut avoir des conséquences sur la sécurité alimentaire. L'activité anti
oxydante est évaluée soit par le dosage des produits formés (en particulier des
hydroperoxydes) par des techniques photométriques plus ou moins directes, soit par la
mesure de l'efficacité du composé à piéger des radicaux libres.
Pour limiter l'oxydation, l'industrie agroalimentaire peut baisser le taux d'oxygène
(immersion, vide, atmosphère sous azote), ralentir les réactions par réfrigération ou
congélation, détruire les enzymes d'oxydation ( polyphenols oxydases) par blanchiment, et
user d'antioxydants inhibant l'oxydation induite par l'oxygène moléculaire.
En limitant les risques de radicaux libres, la présence d'antioxydants, combinée à
d'autres techniques, est indispensable à la stabilité des produits. (Marc, 2004)
2.2. Propriétés.
L'antioxydant alimentaire idéal, et facilement incorporable et efficace à faible dose,
est non toxique, n'entraîne ni coloration, ni odeur, ni saveur indésirable. Il est résistant aux
processus technologiques et stable dans le produit fini.
Il s'agit, en fait, d'agents de prévention ou de terminaison capables d'éviter ou de
piéger les radicaux libres en bloquant l'initiation, en complexant les catalyseurs, en
réagissant avec l'oxygène ou en déviant de l'aliment les effets de lumière ou les
rayonnements. (Wannas, 2000). Ils constituent un groupe de substances chimiques
largement utilisées pour prolonger la durée de conservation d'une grande variété de
produits alimentaires.
22
Bien que la plupart des matières premières utilisées contiennent déjà des
antioxydants naturels, durant les procédés de fabrication des aliments, ils en sont appauvris,
nécessitant l'addition d'antioxydants synthétiques. Les antioxydants peuvent être efficaces
à de très faibles concentrations, 0,01%, mais ils ne peuvent ni rendre le processus
d'oxydation réciproque ni prévenir la rancidité hydraulique. (Madhavi et ai , 1996)
Pour être incorporé dans les produits alimentaires et utilisé comme additif
alimentaire (tableau 1), l'antioxydant doit satisfaire plusieurs critères. Il doit être soluble
dans les lipides, au moins effectif sur une durée d'une année à une température entre 25 et
30°C, facile à incorporer et efficace à de faibles concentrations. Il doit aussi rester stable
durant le chauffage sans apporter de changement remarquable sur la qualité de l'aliment par
rapport à une longue durée de stockage. (Packer et Cadenas, 1997 ; Branen, 2002 )
23
Tableau 1 : Exemples d'antioxydants utilisés comme additifs alimentaires Antioxydant code Remarques
Acide ascorbique 300 - Vitamine C
- Peut être synthétisé du glucose
Ascorbate de Sodium 301 - Sel de l'acide ascorbique
Ascorbate de potassium 303 - Sel de l'acide ascorbique
Ascorbate de calcium 302 - Sel de l'acide ascorbique
Palmitate d'ascorbyle 304 - Ester d'acide ascorbique
Concentré de tocopherol 306 - Se trouve dans plusieurs huiles végétales.
- Prévient l'oxydation de la vitamine A.
Alpha tocopherol 307 - synthétique
Gamma tocopherol 308 - synthétique
Delta tocopherol 309 - synthétique
Gallate de propyle 310 - Dérive des noix de galle
- Peut causer des irritations gastriques
- Non permis dans les aliments pour bébés
Gallate d'octyle 311 (voir gallate de propyle)
Gallate de odecyle 312 (voir gallate de propyle)
Acide erythorbique 317 - Produit à partir du sucrose
Erythorbate de sodium 318 - Dérivé du 317
Tertbutylhydroquinone
(TBHQ)
319 - Dérivé du pétrole
Butylhydroxyanisole (BHA) 320 - Dérivé du pétrole
- Non permis dans les aliments pour bébé
- Peut provoquer une réaction allergique
- Peut être cancérigène
Butylahydroxytoluène (BHT) 321 - Dérivé du pétrole
24
2.3. Mécanisme d'action.
En présence de l'oxygène, l'oxydation des lipides insaturés ne peut pas être
empêchée. De plus, c'est une réaction irréversible; cependant elle peut être inhibée. Les
antioxydants sont des réducteurs qui ralentissent et inhibent l'oxydation des lipides. Ils
peuvent agir sur différentes étapes de l'auto oxydation et de l'oxydation. Les antioxydants
réagissent généralement sur les radicaux libres produits pendant l'initiation et la
propagation et les rendent moins actifs. L'action préventive bloque l'initiation en
complexant les catalyseurs et en réagissant avec l'oxygène ou en déviant de l'aliment les
effets de la lumière ou des rayonnements (Fig. 1) (Marc et al, 2004).
O,
"*• antioxydants y. \*> Réactions d'initiation
Catalyseurs:métaux
Figure 1 : Action préventive des antioxydants
Les antioxydants AH entrent en compétition avec les substrats RH lors de la propagation
comme donneurs d'hydrogène pour former des hydroperoxydes (17).
LOO* +AH ► LOOH+A (17)
Le radical libre A» généré est à faible réactivité, ces radicaux libres plus stables arrêtent la
propagation (Marc et al, 2004).
Dans son mode d'action, l'ct-tocophérol (Fig. 2) réagit avec les radicaux alkoxyles
et inhibe la décomposition des hydropéroxydes ce qui diminue la formation des aldéhydes
(18).
LO"+AH ► LOH+A" (18)
25
La performance des antioxydants dépend du milieu, de leur concentration et du
temps d'oxydation. En effet ils peuvent agir également comme des prooxydants sous
certaines conditions. L'a-tocophérol a montré une activité antioxydante optimum à faible
concentration 100 ug/g dans l'huile de maïs tandis que cette même activité n'est atteinte
dans une emulsion huile dans l'eau qu'à une concentration de 250-500 ug/g (Frankel,
1996). Dans les produits hautement oxydés, l'activité antioxydante de l'a-tocophérol
augmente proportionnellement avec la concentration et le temps d'oxydation autant dans
l'huile de maïs que dans l'émulsion huile eau (Frankel, 1996).
D'autres substances présentent une activité antioxydante de manière synergique. Ce
sont des substances qui ne sont guère actives en tant qu'antioxydants, et dont les propriétés
apparaissent surtout en présence d'autres antioxydants. Leurs propriétés peuvent s'expliquer
par un effet chélateur de métaux comme le fer ou le cuivre, qui ont des effets prooxydants à
faible dose ou en régénérant d'autres antioxydants en donnant un hydrogène (Frankel,
1996). CHs
HO . OH r"""~"' Y"""-"" T
CH_ CH) CH? cn.
Figure 2 : Structure moléculaire de l'a-tocophérol.
2.4. Antioxydants synthétiques.
Les antioxydants synthétiques, vu leur efficacité, leur faible coût et leur disponibilité,
sont largement utilisés dans les aliments comme additifs dans le but de prévenir la
rancidité. Plusieurs antioxydants synthétiques (Fig. 3) comme le butylhydroxyanisole
(BHA), le tertiarybutylhydroquinone (TBHQ), le 2,4,5-trihydroxybutyrophenone (THBP),
le di-tertbutyl-4-hydroxyméthylphénol (IONOX-100), le gallate de propyle (PG), le gallate
d'octyle (OG), l'acide nordihydroguaiaretique (NDGA) et le 4-hexylresorcinol (4HR), sont
utilisés dans les cosmétiques et les huiles végétales (Guo et al, 2006).
Le gallate de propyle et le butylhydroxyanisole (Fig. 3) sont des antioxydants 26
phénoliques synthétiques hautement actifs qui agissent en inihibant la chaîne de réactions d'initiation et en réduisant de la proxidation des acides gras insaturés (Xiang et al, 2007). Malgré la puissance de leur activité antioxydante, l'excès de ces antioxydants synthétiques peut être toxique, responsable dé mutagenicités et peut même présenter un danger sur la santé humaine (Williams, 1993, 1994)
27
HO
■"■"Or* HO
Gallate d'octyle
OH o n C-
< I i i
OH
THBP
OH
BHA
OCH,
OH
TBHQ
O H
O H
OH CI 1 , - 0 O H
Nordihydroguaiaretic acid (NDGA) Di-tertbutyl-4-hydroxymethylphenol (IONOX-100)
OH
OH-
HO
/ S HO
4-Hexylresorcinol (4HR) Gallate de propyle
Figure 3 : Structures moléculaires d'antioxydants synthétiques.
28
2.5. Antioxydants naturels.
2.5.1. Particularité des antioxydants naturels.
Les antioxydants naturels apportés de l'alimentation comprennent, généralement,
de l'ascorbate, des tocopherols, des caroténoïdes et des phénols végétaux bioactifs. Les
bénéfices santé des fruits et légumes sont largement dus aux vitamines antioxydantes
présentées par un grand nombre de composés phytochimiques.
En effet, les sources de tocopherols, de caroténoïdes et de l'acide ascorbique et leurs
bénéfiques sur la santé sont bien connus et investiguées dans un surplus de publications de
recherches scientifiques bien variées. Mais, les phénols végétaux n'ont pas été
complètement étudiés en raison de la complexité de leur nature chimique et leur énorme
abondance dans plusieurs matières végétales.
De nombreuses constatations, liées à la présence de phénols antioxydants dans des
sources végétales, étaient établies dans le but de mieux les étudiées et les évaluées tels que
les produits traditionnels, les sous-produits agricoles, les tisanes, les huiles végétales
pressées à froid et d'autres moins connues.
2.5.2. Sources naturelles d'antioxydants.
Il est bien évident qu'une alimentation saine et équilibrée assure un apport
considérable d' antioxydants naturels pour le bon fonctionnement de l'organisme humain,
surtout lors de la consommation de fruits, de végétaux, de céréales, de la viande et du
poisson. Ils existent d'autres sources de composés antioxydants bien intéressantes, dont
l'application peut s'étendre à des domaines comme la pharmacologie, la microbiologie
médicale et clinique, la phytopathologie et la conservation des aliments. (Daferera et al,
2000)
29
2.5.2.1. Huile d'olive.
Les composés phénoliques présents dans l'huile d'olive sontune classe très
importante d'antioxydants qui affectent non seulement la stabilité de l'huile, mais aussi ses
propriétés biologiques et sa qualité nutritionnelle (Visioli et al , 2004).
Parmis ses composés phénoliques, on trouve le 4-acétoxy-éthyl-l ,2-dihydroxy
benzène, le 1-acétoxy-pinorésinol, l'apigénine, l'acide caféique, les acides coumariques, de
l'acide férulique, l'acide gallique, l'acide homovanillique, l'acide p-hydroxybenzoïque,
l'hydroxytyrosol et ses dérivés, le lutéoline, l'oleuropéine, le pinorésinol, l'acide
protocatéchique, l'acide sinapique, l'acide syringique, le tyrosol et ses dérivés (Boskou et
al , 2005). (Fig. 4)
Les formes dialdéhydique de l'acide elenolique, liées à l'hydroxytyrosol et tyrosol,
le 1-acétoxy-éthyl-l, le 2-dihydroxtbenzène, le 1-acétoxypinoresinol, le pinorésinol,
l'aglycone d'oleuropéine, l'aglycone de ligstroside et le lutéoline, sont les phénols ayant la
concentration la plus élevée dans l'huile d'olive ( Fig. 4).
Nombre de ces composés phénoliques, principalement l'hydroxytyrosol et ses
dérivés, sont examinés en détail dans le but d'établir une relation entre les apports
alimentaires et le risque de maladies cardio-vasculaires ou le cancer. Ils ont pu révéler une
activité contre le peroxyde d'hydrogène et une capacité à prévenir la production d'espèces
réactives de l'oxygène. Tandis que leur capacité de récupération des espèces réactives de
l'azote tel que le peroxynitrite suggère un effet protecteur contre la nitration de la tyrosine
et les dommages de l'ADN, les mécanismes par lesquels les phénols d'huile d'olive aident à
protéger contre divers troubles cardiovasculaires, sont à leur tour expliqués, in vitro, par
leur effet inhibiteur sur la production d'éicosanoïdes et sur l'agrégation plaquettaire.
(Boskou et al , 2005)
30
?H_CH_OH H_CH_OH OOH H_CH_OH
CHjO T OCH,
Tyrosl Hydrotyrosol Acide syringique Acide protocatéchique
OCH,
Apigénine Lutéoline Pinorésinol Acétoxypinorésinol
-CH-COOH CH=CH-COOH !!_jOCjl
V ^
Acide Acide Forme dialdéhydique Forme décarboxyméthyl caféique o-coumarique d'aglycone d'oleuropéine d'aglycone d'oleuropéine
H.0
Clfc-CO-CH. ~«- f S Y=CH - C H 3
Oleuropéine
« cHj-co-cni-cni HjC-O—C—|<^1=CH-CHj
Aglycone d'oleuropéine
carco-ok-coi-/ V-o H
1 . 0 OH
Aglycone de ligstroside
Figure 4 : Structures moléculaires des principaux phénols de l'huile d'olive
31
2.5.2.2. Olives de Table.
Durant la préparation d'olive de table et à cause de la diffusion de phénols et
d'autres constituants, les fruits crus utilisés subissent un changement qualitatif et quantitatif
au niveau de leur composition phénoliques. Au niveau de la fermentation, l'oxydation de
l'hydroxytyrosol, qui finirait par disparaître, est catalysées par le sel de fer. Dans le cas des
olives noires, les niveaux de l'acide caféique et de l'hydroxytyrosol diminuent
considérablement au cours du processus de noircissement.
Les olives de tables restent des sources considérables d'antioxydants et plusieurs
types d'olive de table, comme les olives noires grecques ou vertes espagnoles, semblent
contenir un taux plus élevé en hydroxytyrosol qui petit aller jusqu'à 170 mg / kg, et un
niveau de lutéoline, qui peut être déterminé, dans le cas des olives noires, à un taux entre 25
et 75 mg/ kg. (Blekas et al , 2002)
2.5.2.3. Huiles végétales.
En plus de l'huile d'olive, une source riche en antioxydants naturels, certaines huiles
végétales pressées à froid sont de bonnes sources de tocopherols et de caroténoïdes. Ces
huiles possèdent une capacité remarquable à piéger les radicaux libres et à absorber le
radical oxygène, lorsqu'elle sont testées soit avec le DPPH (1, l-diphényl-2-picrylhydrazyl)
soit avec l'ABTS (sel diammonium de l'acide 2,2'-azino-bis(3-éthylbenzthiazoline-6-
sulphonique) dans le test d'ORAC. (Besbes et al , 2004 ;Yu et al , 2005).
2.5.2.3. Herbes et épices.
Dans l'alimentation, le thé et les infusions sont considérés comme une source
importante de composés phénoliques antioxydants, et en particulier, le thé noir et vert et les
infusions de roibos. La plupart des extraits d'herbes traditionnelles sont préparés à partir de
plantes de la famille Lamiaceae. La même chose pour les épices, utilisées en préparations
culinaires, elles sont connues, depuis longtemps, non seulement par leur effet antioxydant,
mais aussi pas leurs innombrables propriétés médicales et traitantes. L'attention a été
accordée à une grande variété d'herbes pour étudier les antioxydants phénoliques qu'ils
contiennent et leur capacité. 32
Pour l'exemple d'infusions de plantes riches en phénols on trouve la menthe, le
dictammus, le thé de la montagne, la camomille, l'eucalyptus, le tilleul et la mauve
(Kroyer, 2005). L'origan est riche en acide rosmarinique, en flavonols, et en flavones.
L'achillée présente aussi un taux considérable de flavonoïdes et de tannins (Exarchou et al,
2002; Kosar et a l , 2003).
On trouve aussi d'autres épices contenants toute une variété d'antioxydants comme
le sauge qui contient, en plus des flavonoïdes et des acides phénoliques qu'on trouve déjà
dans l'artichaut, du nosol, de l'acide carnosique, du latéoline et du rosmanul, (Trouillas et
a l , 2003). Le romarin et la sarriette contiennent des composés intéressants : de l'acide
carnosique , du carnosol, de l'acide rosmarinic et du rosmanol ont été déterminés dans le
romarin, et de l'acide rosmarinique, du carnosol, du carvacrol et des flavonoids ont été,
aussi, définis dans la sariette. (Yanishlieva-Maslarova et al , 2001; Manach et al, 2004)
2.5.2.4. Sous-produits agricoles.
Dans le but d'évaluer et d'exploiter des sous-produits agricole, de nombreux
travaux publiés ont mis l'accent sur la valeur résiduel des grignons d'olive, du margine, des
pelures d'agrumes, des pelures de pomme de terre et des feuilles d'olivier (Civantos, 1998)
et d'autres matières qui se présentent comme des déchets alimentaire ou agricoles.
Malgré la nécessite de trouver une façon d'exploitation productive et optimale,
l'avantage de ces produits réside non seulement dans leur richesse en phénols et d'autres
composés actives, mais aussi dans leur abondance et leur coût négligeable.
33
3. Plantes aromatiques.
3.1. La marjolaine.
3.1.1. Description.
La marjolaine (Origanum majorana) est une plante annuelle de la famille des
lamiacées, cultivée comme plante condimentaire pour ses feuilles aromatiques. C'est une
espèce, très proche de l'origan, qui possède des feuilles de 1 à 2 cm de long, opposées, d'un
vert grisâtre, de forme ovale entière. Ses fleurs sont petites, blanches ou mauves, disposées
en groupes serrés à l'aisselle des feuilles avec deux bractées en forme de cuillère. (Vera et
Channe- Ming, 1999)
Cette herbe s'emploie sous forme de feuilles fraîches ou séchées, seule ou en
mélange avec d'autres herbes, pour aromatiser de nombreuses préparations culinaires. La
marjolaine est connue aussi pour ses propriétés anaphrodisiaques. C'est une plante
aromatique très utilisée en cuisine, notamment dans les mets culinaires méditerranéens, son
huile essentielle est connue pour sa propriété antiseptique. (Furia et Bellanca, 1971).
3.1.2. Huile essentielle de marjolaine.
3.1.2.1. Propriétés.
L'huile essentielle de marjolaine est particulièrement riche en terpinéol. Elle a un
aspect liquide, limpide, une couleur jaune pâle à foncé et une odeur douce, fine, chaude et
délicate. Elle est obtenue par distillation de ses sommités fleuries et de ses feuilles. Elle est
considérée comme un puissant antispasmodique stomachique, qui calme les spasmes et plus
particulièrement ceux de l'estomac et du colon, son action laxative et digestive contribue au
bien être digestif et intestinal (Williams, 1997)
Elle possède aussi des effets notables sur le système psycho-sensoriel. Elle est
utilisée pour atténuer le rôle du système sympathique et pour favoriser l'action relaxante et
reposante du système parasympathique. (Burt, 2004; Va 'gi et al , 2005)
Vu sa propriété antitoxique, elle sera utilisée en applications locales sur les boutons
pour inactiver le venin des insectes, inoculé par piqûre. (Kim et al, 1995).
34
3.1.2.2. Composition et effet antioxydant de l'huile essentielle de marjolaine.
La composition de l'huile essentielle de marjolaine est exprimée en pourcentage de
divers composés des familles des monoterpénols, des monoterpènes, des sesquiterpenes et
des esters terpéniques (Komaitis, 1992) :
-Monoterpénols: terpinén-4-ol (22.85%), (E)-hydrate de sabinène (15.94%), (Z)-para-
menth-2-éne-l-ol (1.98%), (E)-para-menth-2-éne-l-ol (1.25%), alpha-terpinéol (4.88%),
(Z)-hydrate de sabinène (4.40%)
-Monoterpènes : gamma-terpinène (12.60%), sabinène (7.65%), alpha-terpinène (7.73%),
béta-phellandrène (1.90%), terpinolène (2.92%), béta-pinène (0.43%), alpha-pinène
(0.77%), para-cymène (1.57%), alpha-thujène (0.77%), limonène (1.76%), alpha-
phellandrène (0.56%)
-Sesquiterpenes : béta-caryophyllène (2.49%), bicyclogermacrène (1.22%)
-Esters terpéniques : acétate de linalyle (1.70%)
3.1.3. Activité antioxydante de l'extrait de marjolaine.
Les extraits de marjolaine contiennent un taux considérable de phénols et d'autres
composés aromatiques comme l'alpha-terpinène, le terpinolène et le thymol ou des acides
hydroxycinnamiques et des flavonoïdes. Les acides rosmarinique (Fig. 5) et caffeique ont
été aussi détectés (Triantaphyllou et al , 2001)
Il été établi que l'extait de marjolaine peut avoir une activité antioxydante dans les
lipides. En effet, l'extrait méthanolique de la marjolaine possède une activité antioxydante
qui peuvent dépasser celle du BHT et du BHA à une faible concentration de 200 ppm dans
le saindoux à 75°C. Il peut avoir une activité synergique avec d'autres molécules comme
l'acide citrique (Banias et al , 1992). Les extraits de marjolaine sont aussi utilisés comme
additives pour prolonger la vie des produits de poisson durant la congélation et le stockage
(Afifi,2001).
Les composés volatils de marjolaine (Origanum majorana L.) dans l'huile
essentielle obtenue par hydrodistillation et les extraits obtenus par extraction avec de 35
l'alcool éthylique et l'extraction par fluide supercritique (SFE) ont été étudiés. En effet, les
extraits éthanolique et supercritique ont une composition similaire, bien que le taux de
terpinèn-4-ol dans l'extrait au SFE a été presque deux fois plus élevé que celui de l'extrait à
l'éthanol. Une quantité de linalol de 1,1% a été détecté dans l'extrait au SFE, de 6% dans
l'extrait de solvant et de 12% dans l'huile essentielle (Vagi et al , 2004). Dans d'autres
études, les propriétés antioxydantes des extraits de marjolaine venant de l'égypte,
(Origanum majorana L.) obtenus avec de l'éthanol, de l'hexane, et l'extraction au CO2
supercritique ont été déterminées par la méthode de Rancimat. L'extrait au CO2
supercritique a été le plus efficace et le plus riche en carnesol (Fig.5) (Vagi et al , 2005).
Carnosol
Epirosmano!
HQ OH
O Rosmaridiphenol
HO, KOOÇ
Camosic acid
6H Isorosmanol
HO
Rosmariquinone
or*» OH
OH
>H Rosmarinic acid
Figure 5 : Structures chimiques de quelques composés phénoliques.
36
3.2. Le laurier.
3.2.1. Description.
Le laurier, ou laurier-sauce, ayant le nom scientifique de Laurus nobilis L. est un
arbuste de la famille des Lauracée, à feuilles persistantes et coriaces, originaire des
pourtours de la Méditerranée. (Rivera et Obon, 1995)
Ses feuilles sont utilisées en cuisine pour leur arôme. Hors des régions de climat
méditerranéen, le laurier est très sensible au gel et souvent cultivé en bacs. Il est le seul
arbuste comestible de la famille des Lauracées mesurant de 2 à 6 m de haut, à tige droite et
grise dans sa partie basse, verte en haut. Les feuilles de forme lancéolée, alterne, coriace, à
bord ondulée, sont vert foncé sur leur face supérieure et plus claire à la face inférieure. Les
fleurs, blanchâtres, groupées par 4 à 5 en petites ombelles, apparaissent en Mars - Avril.
C'est une plante dioïque (fleurs mâles et femelles sur des pieds séparés). Le fruit est une
petite baie ovoïde, noir violacé et nue.
Le laurier s'emploie généralement séché, et s'infuse ou cuit dans la sauce. En
infusion, il s'emploie également pour traiter les crampes abdominales en infusion. (Neves et
Valente, 1992).
3.2.2. Huile essentielle de laurier.
L'huile essentielle extraite des feuilles est d'aspect liquide mobile limpide, de
couleur jaune très pâle à jaune, d'odeur aromatique, épicée, avec un fond d'eucalyptus. Sa
particularité se présente sous forme de propriétés anti-dégénérative, antibactérienne
remarquables. Elle est très efficace dans toutes les infections de la bouche et sera donc
utilisée contre les aphtes, les gingivites, les douleurs dentaires. Mais, cette huile essentielle
est, aussi, potentiellement allergisante car elle concentre des monoterpénols et des phénols
qui peuvent être irritants pour la peau. Il est donc important de la diluer dans de l'huile
végétale (huile d'olive, tournesol, germe de blé,....) (Castilho et al, 2005).
_>/
3.2.3. Composition et effet antioxydant de l'huile essentielle de laurier.
La composition de l'huile essentielle de laurier est exprimée en pourcentage de
divers composés des familles des oxydes terpéniques, des monoterpénols, des phénols des
monoterpènes, des sesquiterpenes et des esters terpéniques (Flamini G. et al , 2007) :
-Oxydes terpéniques : 1,8-cinéole (48.38%)
-Monoterpénols : linalol (3.50%), terpinén-4-ol (2.84%), alpha-terpinéol (2.46%)
-Phénols : méthyl-eugénol (2.22%), eugénol (0.08%)
-Monoterpènes : sabinène (9.46%), béta-pinène (4.99%), alpha-pinène (5.77%), limonène
(4.10%), para-cymène (2.38%), gamma-terpinène (2.12%), myrcène (0.64%), camphène
(0.32%), alpha-phellandrène (0.24%), alpha-terpinène (0.28%)
-Esters terpéniques : acétate d'alpha-terpényle (8.52%), acétate de bornyle (0.16%)
3.2.4. Activité antioxydante de l'extrait de laurier.
Plusieurs flavonoïdes et dérivés ont été déterminés dans les extraits de laurier
comme des flavonoides O-glycosides ou C-glycoside, de la catéchine, et du cinnamtannin
(Dall'Acqua et al , 2009). En plus, d'autres composés ont été isolés comme des lactones
sesquiterpenoides, des alkaloides isoquinolines et de la vitamine E (Wettasinghe, 2000).
Des recherches faites sur les extraits aqueux et éthanolique ont montré qu'ils
présentent une forte activité antioxydante en emulsion d'acide linoléique. Des différentes
concentrations de ces extraits entre 20 et 60 mg ml"1 ont montré entre 85 et 98,6%
d'inhibition de la peroxydation lipidique de l'émulsion d'acide linoléique, quand 60 ml mg"1
de BHA et de BHT, et alpha-tocophérol présentaient 77 et 96% d'inhibition de la
peroxydation des lipides en emulsion d'acide linoléique, respectivement. (Elmasta et al,
2006)
38
3.3. Romarin.
3.3.1. Description.
Le romarin, Rosmarinus officinalis, est un arbrisseau de la famille des Lamiacées
originaire des pourtours de la Méditerranée. Il possède de nombreuses vertus
phytothérapeutiques, mais c'est aussi une herbe condiamentaire et une plante mellifère,
ainsi qu'un produit fréquemment utilisé en parfumerie. Le romarin peut atteindre jusqu'à
1,50 m de hauteur.
Il possède des feuilles persistantes sans pétiole, coriaces, légèrement enroulés aux
bords, vert sombre luisant sur le dessus, blanchâtres en dessous, avec une odeur très
camphrée. Les fleurs varient du bleu pâle au violet. (Williams, 1997)
Le romarin est utilisé en cuisine comme un aromate dans les ragoûts, les civets, les
soupes, les marinades et sur les grillades. Il est aussi réputé pour sa propriété
antispasmodique et son action stimulante sur le système nerveux d'où son effet bénéfique
pour traiter les divers cas d'asthénie II a aussi la propriété d'activer et de faciliter les
fonctions digestives, en particulier le travail de la vésicule biliaire.
3.3.2. Huile essentielle du romarin.
En effet, les propriétés du romarin sont contenues dans les feuilles et les extrémités
florales. On peut le prendre en infusion pour lutter contre les indigestions, digestions
difficiles et les grippes, ou bien, pour des traitements de longue durée, on peut le prendre en
gélules. Son huile essentielle possèdent de nombreux actions traitantes, parmi lesquelles:
stimuler le fonctionnement de la vésicule biliaire, aider à la digestion, apaiser les nerfs et
agir en en cas d'insuffisance hépatique et de douleurs musculaires.
L'huile essentielle est également utilisée pour calmer la toux et soigner les
bronchites. Cette huile, tonique, astringente, sudorifique, stimulante, est connue comme un
stomachique et nervin, capable de guérir de nombreux cas de maux de tête provoqués par
une circulation faible. (Rauter ; Amelia Pilar, 2002)
39
3.3.3. Composition et effet antioxydant de l'huile essentielle du romarin.
Le romarin (Rosmarinus officinalis L.) peut produire des antioxidants similaires aux
antioxydants synthétique (BHA, BHT, BTHQ). Et l'activité antioxydante de ses extraits est,
en effet, produite par des polyphenols qui sont essentiellement l'acide rosmarinicus,
camosole, rosmanole et acide carnosique (Ibanez, 1999)
Selon de nombreuses études précédentes, l'extrait de romarin contient principalement
des composés aromatiques comme le bornéol, le camphène, le camphre et le cinéol, des
flavonoïdes comme l'apigénine et l'diosmine, des tanins, de l'acide rosmarinique, des
diterpènes et de la rosmaricine. (Fig.6)
La composition de l'huile essentielle du romarin, par chromatographie en phase
gazeuse est présentée comme suivant :
-Oxydes terpéniques : 1,8-cinéole (5.00%)
-Monoterpénols : bornéol (8.70%), linalol (1.90%), terpinén-4-ol (1.00%), alpha-
terpinéol (1.30%), géraniol (0.80%)
-Monoterpènes : alpha-pinène (31.60%), camphène (6.70%), limonène (3.50%), béta-
pinène (0.90%), myrcène (1.20%), para-cymène (1.30%), gamma-terpinène (0.40%),
terpinolène (0.60%), alpha-terpinène (0.40%)
-Esters terpéniques : acétate de bornyle (9.60%)
-Cétones : verbénone (9.10%), camphre (8.10%)
3.3.4. Activité antioxydante de l'extrait de romarin.
Il était établi que l'extrait de romarin inhibe la formation de substances polaires, les
polymères et la décomposition des triglycérides polyinsaturés, en particulier dans le cas de
l'huile de colza, et améliore la qualité des frites (Reblova et al , 1999). Pour extraire les
différents composés antioxydants du romarin, plusieurs solavnts ont été utilisés comme
l'hexane, benzène, éthyl l'éther, le chloroforme, le dichlorure d'éthylène, le dioxanne et de
methanol (Chang et al , 1977). Ces extraits ont été testés à 0,02% lors de l'oxydation de lard
à 60 ° C dans l'obscurité. Il a été établi que c'est l'extrait méthanolique qui a eu l'activité la
40
plus forte et il a été purifié d'avantage pour étudier l'effet antioxydant d'une fraction dans
la friture des croustilles dans l'huile de tournesol à 60 ° C à l'obscurité pendant 60 jours.
D'autres extraits de romarin ont montré une activité antioxydante dans le saindoux,
le colza et le tournesol à 100°C à 0,005% (Marinova et al , 1991 et Pokomy et al. 1998) .
L'extrait éthanolique du romarin a été utilisé pour enrichir le beurre et stabiliser les huiles
comestibles à la friture en particulier en présence d'acide ascorbique et de palmitate. Dans
l'huile de soja, il était utilisé avec le BHT (Barbut et al, 1985).
En effet, l'extrait de romarin, à des concentrations de l'ordre de 2500 ppm, a montré
une plus grande capacité antioxydante que le BHT et BHA, dans les saucisses de porc
fraiches et congelées. Dans l'huile de soja, l'activité antioxydante de l'extrait de romarin à
4% de composés phénoliques diterpènes en comparaison avec de l'a-tocophérol est
meilleur d'après des tests de Rancimat. Dans certaines études, l'extrait de romarin a aussi
montré une activité antioxydante plus élevée que le carnosol et l'acide rosmarinique.
(Edwin et al , 1996 ; Basga et al, 1997)
41
(I) CARNOSOL
(ID ROSMANOL
0 OH
(III) CARNOS1C ACID
(IV) ROSMARIDIPHENOL
COOH
(V) URSOLIC ACID
Figure 6 : Structures chimiques des composés majeurs de l'extrait de romarin.
42
4. Feuilles d'olivier.
4.1. Intérêts scientifiques et industriels.
Durant ces dernières années, des recherches étaient de plus en plus intéressées aux
composants phénoliques du régime alimentaire à cause de leur activité à chasser les
radicales libres et les bienfaits potentiels de leur consommation sur la santé humaine
(Manach et al , 2004).
Les fruits de l'olivier (Oléa europea L.) et ses produits dérivés représentent une
source connue de plusieurs composants naturels d'une bioactivité importante (Bouaziz et
al , 2005), tels que des antioxydants comme les caroténoïdes, tocopherols, flavonoïdes et
des composants phénoliques, parmi lesquels les plus abondants sont les secoiridoides
comme l'oleuropéine et le deméthyloleuropéine (Bianco et Uccella, 2000; Ryan et
Robards, 1998).
L'olivier et ses dérivés peuvent être considérées comme une source potentielle
d'antioxydant naturel qui peut être utilisés dans l'industrie alimentaire et pharmaceutique
(Savarese et gl_ 2007).
En réalité, les feuilles d'olivier et l'huile d'olive dans le régime alimentaire
Méditerranéen ont été présentées comme réducteurs de l'incidence des maladies du coeur
(Cook et Samman, 1996 Keys, 1995). De nombreuses activités ont été attribuées à la plus
part des composants phénoliques de l'olivier : ils agissent comme des agents antioxydants,
anti-inflammatoires, anti-viraux, anti-cancérogènes (Aruoma et al , 1998; Visioli et al,
2002).
Mais, seulement les extraits de feuilles d'olivier et l'huile d'olive extra vierge
(acidité <1%) sont considérés comme une source supérieure de ces composants (Visioli et
Galli, 2002). Les phénols de l'olivier ont une énorme capacité à piéger les radicales libres
et montrent un comportement synergique lorsqu'ils sont combinés, ce qui se déroule
naturellement dans les feuilles d'olivier et donc dans leurs extraits (Polzonetti et al, 2004).
Les polyphenols flavonoïdes de l'olivier sont des antioxydants naturels qui ont plein
d'effets bénéfiques sur la santé (Visioli et Galli, 1998). L'hydroxytyrosol et tyrosol sont
parmi plusieurs composées phénoliques dans l'olivier qui contribuent au goût amer, 43
astringence, et à la résistance à l'oxydation (McDonald et al, 2001, Visioli et Galli, 2002 et
Visioli et al, 1998).
4.2. Propriétés et variétés.
L'olivier appartient à l'ordre botanique des Ligustrales, famille des Oléacées, qui
comprend des espèces étendues comme le Jasminum (jasmin), le Ligustrum (henné), la
Syringa (lilas) le Fraxinus (frêne) et l'Oléa (olivier). (Civantos, 1998). Le genre Oléa
comprend 30 espèces différentes, distribuées dans le monde entier, parmi lesquelles on
trouve YOléa europea L. avec ses deux espèces : Oleaster (oléastre) et sativa (olivier).
(Civantos, 1998).
Les feuilles d'olivier possèdent la plus forte capacité à piéger les radicaux libres par
rapport aux différentes parties de l'arbre d'olivier, et présentent aussi une concentration
importante en composants à haute valeur ajoutée. (Savournin et al, 2001)
Ces feuilles sont facilement utilisables et sont une source disponible qui n'est pas
coûteuse d'oleuropéine. Un pourcentage jusqu'à 14 % d'oleuropéine a été extrait de
nombreuses variétés comme Lucques or Bid el Haman, ainsi que d'autres phénols présents
dans les feuilles d'olivier, comme la verbacoside en 0,53 % dans la variété Aglandau, le
lutéoline-7-glucoside en 0,57 % dans l'hybride Verdale-Picholine, l'apigénine-7-glucoside
en 0,11% dans la variété Chemlali, la rutine en 0,35 % dans l'hybride Verdale-Picholine, et
oleurpéoside en 0,79 % dans la variété Aglandau. (Savournin et al, 2001)
4.3. Composition de l'extrait de la feuille d'olivier.
L'extrait de feuilles d'olivier peut contenir des traces d'éléments vitaux pour la
bonne santé tels que le sélénium, le fer, le zinc, la vitamine C, la P-carotène et une grande
partie d'acides aminées (Polzonetti et al, 2004).
Les composants phénoliques actifs dans l'extrait de feuilles d'olivier font partie de
la famille des secoiridoides, connus par leur capacité à piéger le H2O2 (Visioli et al, 1994).
Malgré que Benavente-Garcia et al, (2000), ont quantifié de différents polyphenols dans O.
europea L. dont l'oleuropéine présente la plus large fraction, de nombreux autres 44
composées phénoliques sont isolés comme l'hydroxytyrosol, le tyrosol, la rutine, la
lutéoline, le flavanole catéchine et l'apigénine (Polzonetti et al , 2004, Benavente-Garcia et
al , 2000 et Murphy et al , 2003), qui sont responsables de la plus part des effets
pharmacologiques des feuilles (Benavente-Garcia, 2000).
4.4. Les effets des principaux composants : l'oleuropéine et ses dérivées.
L'oleuropéine (Fig.4) est le composé biologiquement actif le plus abondant dans les
feuilles et les fruits l'olivier et le responsable de l'amertume des olives (Andrews et al,
2003; Rivas et al , 2000).
Il s'est avérée que l'oleuropéine et les composants comme le tyrosol, le
verbascoside, le ligustroside, et la deméthyloleuropéine, agissent en tant que antioxydants
et réduisent le risque des maladies coronaires (Manna et al , 2002, Visioli et al , 1998 et
Wiseman et al , 1996), plusieurs cancers (Tripoli et al, 2005), et peut avoir une activité
antimicrobienne et antivirale (Bisingnano et al , 1999; Fleming et al, 1973). Encore,
l'oleuropéine est réputée à repousser les insectes (Scalzo et al , 1994) et protéger contre les
pathogènes (Uccella, 2001).
Pour plusieurs décennies, les études conduites sur les constituants des feuilles
d'olivier ont découverts de nombreux effets biochimiques. En particulier, l'oleuropéine et
ses dérivés ont reçus beaucoup plus d'attention. D'origine, isolée en 1908 par Bourquelot et
Vintilesco, l'oleuropéine est un constituant phénolique, de la famille des secoiridoides,
responsable de l'amertume typique et l'arôme piquante associées aux olives, l'huile d'olive
et les feuilles ( Manna et al , 2004). L'oleuropéine et ses dérivés possèdent une variété de
rôles incluant des activités anti-inflammatoire et anti-thrombotique (Puerta et al, 2000).
Plus spécifiquement, l'oleuropéine et l'un de ses dérivés, l'hydroxytyrosol, inhibent la
génération du leukotriene B4 et la production des lipoxygenases et eicosanoide (Manna et
al , 2004). L'oleuropéine a une activité antimicrobienne contre une variété de virus,
bactéries, levures et moisissures, et qui est plus large pour l'hydroxytyrosol. (Bisignano et
al, 1999 et Ma Se et al , 2001).
La lutéoline est un autre constituent clé ayant une activité anti-inflammatoire sur les
animaux (Ueda et al, 2002 et Kimata et al, 2002) et qui possède aussi des propriétés 45
antimutagénique et antitumeurgénique (Kim et al , 2003) . L'apigénine, extraite des
feuilles, inhibe les médiateurs d'inflammation que sont l'oxyde nitrique et la prostaglandine
E2.
Les plus actives flavonoïdes — rutine, catéchine et lutéoline — exercent, d'après les
tests in vitro, des effets antioxydants jusqu'à 2,5 fois plus que la vitamines C et E et sont
comparable au lycopène (Benavente-Garcia et al, 2000).
Mais le plus important c'est que l'effet antioxydant produit par l'extrait de feuilles
d'olivier est toujours le plus fort grâce à la synergie des flavonoïdes, des phénols et de la
richesse en oleuropéine (Rauwald et al, 1994).
En fait, en considérants que les feuilles d'olivier contient de nombreux constituants actifs,
ça ne sera pas surprenant qu'un nombre d'études in vivo a pu identifié des effets
remarquables (Lesley Braun, 2005).
4.5. Effet antioxydant naturel pour un aliment meilleur.
Il y a de plus en plus d'intérêt à l'utilisation des antioxydants naturels comme des
composants bioactifs dans les aliments (Hertog et al, 1993). Grâce à leur habilité à piéger
les espèces d'oxygène réactif (ROS), les antioxydants sont capables d'inhiber le processus
d'oxydation du cholestérol et par la suite diminuent le risque des maladies
cardiovasculaires (Diaz et al, 1997). Bien que l'oxydation du LDL (lipoprotéine à basse
densité) peut être empêchée par l'addition d'antioxydants synthétiques, plus d'attention est
dirigée vers les antioxydants naturels pour leur meilleure sécurité comparé au composants
chimiques (Amro et al, 2002). Les effets protecteurs de ces régimes riches en fruits et en
végétaux, contre certains cancers ont été attribués en partie aux antioxydants qu'ils
contiennent, particulièrement aux polyphenols (Hertog et al, 1993). Dans une étude récente,
l'extrait des feuilles Olea europea L. (la source la plus riche en phénols) a été utilisée pour
déterminer son effet à ralentir l'oxydation de la matière grasse (Benavente-Garcia et al,
2000 ; Savournin et al, 2001)
Malgré une relative stabilité apparente et les soins apportés pour la conserver, tous
les produits alimentaires subissent des altérations. Leur manipulation (transformation,
46
conditionnement, stockage...) éloigne les produits transformés de leur état originel. Pour
maintenir l'état souhaité des aliments, certaines pratiques physiques sont utilisables
(cuisson sous vide, conditionnement sous atmosphère modifiée...), mais l'emploi d'additifs
rajoutés aux préparations est un moyen facile et économique de pallier les évolutions
oxydatives, principale cause de dégradation hors celles des micro-organismes.
Bien que leur utilisation dans les formulations doit apporter une valeur ajoutée aux
aliments sans être préjudiciable à la santé humaine, si la complexité de l'aliment final
ingéré est ignorée, il peut en découler de graves problèmes toxicologiques dus aux
synergies ou aux produits dérivés. Dans ce contexte on peut proposer l'utilisation d'un
antioxydant naturel extrait des feuilles d'olivier.
47
5. Huile végétale et friture.
5.1. Caractéristiques.
La friture est un mode de cuisson utilisant de la matière grasse alimentaire, le plus
souvent de l'huile, comme vecteur de la chaleur qui altère l'aliment. Souvent très calorique,
elle permet de conférer un caractère croustillant à l'enveloppe extérieure du mets concernés
sans que l'intérieur de ceux-ci durcisse excessivement.
Ce mode de cuisson est particulièrement gras : alors qu'une pomme de terre ne
contient que 0,5% de lipides, une frite en contient approximativement 25%. Le taux de
matière grasse est dépendant du rapport volume sur surface de la frite : plus la frite est
finement coupée, plus la surface en contact avec l'huile est grande. La préparation sous
forme de chips est donc encore plus riche en graisses (Monoj et al , 2004)
5.2. Processus général.
Pour faire des frites dorées et croustillantes, on procède généralement par le choix
de la variété de pommes de terre à frire. Après les avoir couper en bâtonnets, laver pour
enlever l'excès d'amidon et bien sécher, elles sont d'abord cuites pendant 5-6 minutes dans
de l'huile végétale à 170°C. Elles sont, par la suite, retirées et égouttées, puis, replongées
dans un bain d'huile à une température de 180°C durant, à peu prêt, quatre minutes pour les
frire et dorer. Le but du double cuisson, est de rendre la frite à la fois tendre à l'intérieur et
dorée à l'extérieur.
Il est important, dès la sortie de la friteuse, d'éponger les frites immédiatement en
les déposant sur une double épaisseur de papier afin d'absorber l'huile à la surface, tant que
la vapeur d'eau s'échappe encore. Car, lors de la friture et à la sortie du bain, l'huile sur la
surface de la frite ne peut pas pénétrer, elle en est chassée par la vaporisation de l'eau de la
pomme de terre pendant la cuisson. Mais, quand la vapeur présente dans la frite se
condense en eau, la frite pompe l'huile déposée à la surface et l'absorbe.
48
5.3. Facteurs de dégradation de l'huile de friture.
La dégradation de l'huile de friture dépend principalement de l'absorption en
oxygène, de la température de l'huile, de l'insaturation des acides gras, des métaux qui se
trouvent soit dans l'huile soit dans l'aliment à frire et en particulier du type et de la qualité
de ce dernier. (Warner, 2004)
Pour les frites précuites, elles contiennent déjà de l'huile pouvant entrainer une
modification de la composition, et au moment de la friture, l'huile absorbée sera libérée
dans l'huile leur concentration va augmenter à chaque friture. Sinon, même les frites
fraîches dégradent considérablement l'huile à cause de l'incorporation de plus d'oxygène
en plus de l'accumulation des particules d'aliments.
Il est important aussi pour avoir une friture prolongée, avec moins de dégradation,
d'utiliser une huile de bonne qualité au départ et l'ajout d'antioxydant et d'anti-moussant.
Pour un meilleur déroulement de la friture, on doit respecter quelques principes comme
éviter les temps de friture élevés, minimiser l'absorption d'oxygène sans augmenter ou
diminuer beaucoup la température. (Warner, 2004)
5.4. Réactions et produits de dégradation de l'huile durant la friture.
Durant la friture d'un aliment, plusieurs réactions d'échange et de dégradation se
déroulent, et qui sont responsables du goût et de la texture désirées des aliments frits.
La chaleur est d'abord transférée de l'huile à l'aliment, l'eau de l'aliment est ensuite
évaporée en laissant la place pour l'huile pour qu'elle soit absorbée à la surface. Puis,
l'odeur, la viscosité et la couleur de l'huile changent notamment. Aussitôt que l'huile de
friture chauffe, d'autres réactions chimiques prennent lieu comme l'hydrolyse, l'oxydation
et la polymérisation. (Warner K. 1995, 2004)
49
En effet, au moment de la friture profonde, l'huile se dégrade pour former des
composés volatiles ainsi que des composés monomériques et polymériques non-volatiles,
en augmentant de ce fait le taux d'acides gras libre, de composés carbonyles et en
diminuant les instaurations des acides gras.
D'une part, l'eau déjà présente dans l'aliment et la vapeur hydrolysent les
triacylglycérols en produisant des monoacylglycérols, des diacylglycérols, des acides gras
libres et du glycerol, sans oublier que les produits de l'oxydation, tels que les radicaux
libres, les hydroperoxydes et les acides diénoiques conjugués, accélèrent l'hydrolyse en
présence de la vapeur et augmente ainsi le taux des acides gras libres.
D'autre part, les composés instables de l'oxydation primaire, les hydroperoxydes,
s'oxydent plus rapidement durant le processus de la friture et donnent naissance à des
composés secondaires qui sont volatiles comme les cétones et les aldéhydes, et qui sont
responsables aussi de l'odeur et du goût caractéristiques des aliments frits. (Monoj K.
Gupta, et a l , 2004, Rosana G. Moreira et al , 1999,)
5.5. Huile de Canola.
L'huile de Canola ou l'huile de Colza à faible teneur en acide èrucique (C22:l) est
l'huile la plus utilisée au Canada et possède la plus faible teneur en gras saturés (autour de
6%). On la retrouve dans les produits cosmétiques, pharmaceutiques ainsi que alimentaires.
Elle aurait pour effet de diminuer le taux de cholestérol sanguin en plus d'avoir des effets
bénéfiques sur le cerveau. C'est une huile sans goût prononcé qui convient aussi bien pour
la cuisson, les vinaigrettes que pour les pâtisseries, mais s'oxyde rapidement et dégage une
odeur désagréable à haute température de chauffage.
La composition de l'huile de Canola, en acide gras, est la suivante (Fig.7) : 60 %
d'acides gras monoinsaturés, dont 58 % d'acide oléique que l'on trouve, aussi, dans les
huiles issues de l'arachide, de l'olive et du tournesol oléique, 21% d'acide linoléique, 10%
d'acide alpha-linoleique précurseur de la famille des acides gras oméga 3 connus pour leur
intérêt dans la prévention des maladies cardio-vasculaires, 7% d'acide gras saturés, 4%
d'acide palmitique, 2% d'acide stéarique et 1% d'autres acides gras. (Shahidi. F, 1990). 50
Composition des huiles
y * &
■ acide alpha linolénique
D acide linoléique
□ acide oléique (monoinsaturés)
■ acides gras saturés
Acides gras poly insaturés
Figure 7: Composition d'huiles végétales en acides gras.
51
Chapitre 2. Hypothèse et Objectifs
1. Hypothèse
Les huiles essentielles et les extraits de laurier, de marjolaine et de romarin, et en particulier
des feuilles d'olivier ont un effet antioxydant dans l'huile végétale chauffée.
2. Objectifs
Le but de cette étude est d'augmenter la durée de vie et la salubrité des huiles végétales
chauffées en utilisant des antioxydants naturels.
Les objectifs spécifiques sont :
1) Évaluer, en conditions de chauffage, le pouvoir antioxydant des huiles
essentielles de laurier et de marjolaine et de romarin;
2) Évaluer, en conditions de chauffage, le pouvoir antioxydant des extraits des
plantes aromatiques : le laurier, la marjolaine et le romarin;
3) Évaluer, en conditions de chauffage plus rigoureuses, l'extrait de feuilles
d'olivier et le comparer avec celui des plantes aromatiques.
52
Chapitres 3. Matériels et Méthodes.
Dans la présente étude, il s'agit de deux sortes de matières végétales : des plantes
aromatiques (romarin, laurier et marjolaine) et des feuilles d'olivier. On s'est intéressé à en
extraire des substances naturelles pour évaluer leur effet antioxydant dans l'huile de Canola
chauffée.
Pour les plantes aromatiques, on a extrait les huiles essentielles, et a déterminé la
composition par GC (identifier le taux et l'indice de rétention d'un composé) et GC-MS
(identifier la structure chimique du composé) et a testée leur pourvoir antioxydant dans
l'huile de Canola chauffée enrichie en extraits, à 1% (p/p) à 120°C durant cinq jours.
Durant cette période, les échantillons prélevés chaque jour ont été analysés par la méthode
FAME (fatty acid methyl ester), pour en faire le suivi de l'évolution du taux résiduel en
acides gras, principalement l'acide linolénique C18 :3, dans l'huile de Canola .
On a préparé des extraits éthanoliques des plantes aromatiques et des feuilles
d'olivier. Après avoir déterminé leur taux en phénols totaux par la méthode de Folin-
Ciocalteau, on a testé leur effet antioxydant dans de l'huile de Canola chauffée enrichie à
1% à 120°C durant cinq jours puis, à 180°C durant 12 heures. Durant cette période, les
échantillons prélevés chaque jour et chaque deux heures, respectivement, on été analysés
par la méthode FAME, pour en faire le suivi de l'évolution du taux résiduel, en acides gras,
principalement l'acide linolénique C18 :3, dans l'huile de Canola
Deux essais supplémentaires ont été réalisés pour vérifier le comportement de
quelques substances végétales dans l'huile de Canola. Il s'agit, en premier lieu, d'enrichir
l'huile de Canola, durant un stockage de deux semaines à température ambiante, par de la
poudre de romarin, de laurier ou de marjolaine à 1% (p/p) et de voir s'ils possèdent un effet
antioxydant lors du chauffage de l'huile à 120°C durant cinq jours. Pour cet effet, on a
procédé à un échantiollonnage chaque 24 heures et à une analyse de la composition en
acides gras de l'huile. En deuxième lieu, un test de friture a été réalisé pour avoir une idée 53
sur le comportement de l'huile non enrichie, enrichie en extrait de feuilles d'olivier ou en
BHT à une concentration 0,2% (p/p) à l'air libre à 180°C durant cinq heures de friture de
pommes de terre.
1. Produits chimiques.
Les produits chimiques suivants ont été utilisés : éthanol (Ethylique anhydre,
Commercial Alcohols, Ontario, Canada), pentane, dichlorométhane (Fisher Scientific,
Canada), heptane (Aldrich, USA), carbonate de sodium anhydre Na2CÛ3 (ACP, Montreal,
Québec), BHT (butylhydroxytoluène), acide gallique (Sigma Chemical Co, USA), réactif
Follin-Ciocalteu, n-alcanes (Sigma Aldrich, Fluka, USA). Tous les produits chimiques sont
de la plus haute qualité analytique et achetés à des sources communes.
2. Matière végétale.
Les feuilles de laurier {Laurus nobilis L.), la marjolaine (Origanum Marjorana L.)
et le romarin (Rosmarinus officilanis) ont été acheté à partir de sources commerciales (les
montagnes de l'inc BSK, Canada). Les feuilles d'olivier ont été importées du nord de la
Tunisie. Les échantillons ont été lyophilisés.et réduit en poudre puis stockés sous N2 à -
18°C.
3. Préparation des extraits.
50 g de poudre de marjolaine, de romarin, de laurier et de feuilles d'olivier, ont été
macérés chacun pendant cinq jours dans 250 ml d'éthanol dans des récipients scellés sous
N2 température ambiante. Les extraits ont été filtrés avec filtre Whatman n °1 (Whatman
Intrenational Ltd, Angleterre). Dans le filtrat obtenu, le solvant organique a été évaporé
sous vide à 45 °C. Les extraits sans solvant ont été pesés, stockés sous N2 à -18 °C. Avant
toute analyse, ces extraits ont été, de nouveau dissous dans 10 ml d'éthanol. Puis, pour
l'analyse des phénols totaux, ils ont été dissous, encore, dans 50 ml d'eau par HPLC. Pour la
54
détermination du rendement (100 x masse de l'extrait après evaporation du solvant / masse
matière végétale utilisée pour l'extraction), deux répétitions ont été appliquées pour chaque
extraction précédente, et la moyenne fut considérée.
4. Teneur en phénols totaux.
Le contenu phénolique total (TPC) de l'extrait éthanolique a été déterminé en
utilisant la méthode de Folin-Ciocalteau, tel que décrite par Singleton, Orthofer, et
Lamuela-Raventôs (1999), avec des modifications mineures. Pour une meilleure
détermination du taux des phénols totaux de chaque extrait, trois répétitions ont été
appliquées, dans ce cas, et l'écart type fut calculé.
4.1. Préparation du réactif.
La poudre d'acide gallique (0,5 g) a été dissoute dans 10 ml d'éthanol et diluée avec
100 ml d'eau déonisée pour avoir une concentration de 5g/1000 ml. De même seront
obtenues les concentrations suivantes d'acide gallique : 0, 50, 100, 150, 250, 500 mg de L"1
qui ont été préparées par dilutions successives avec de l'eau déonisée.
La solution saturée de carbonate de sodium (Na2CÛ3) a été préparée en dissolvant
200g de carbonate de sodium anhydre dans 800 ml d'eau. Après chauffage, la solution a été
refroidie, diluée jusque 1000 ml de volume, filtrée si nécessaire, et utilisée après 24h.
4.2. Mesures Spectrophotométriques.
Une fois dissous dans de l'éthanol et de l'eau déminéralisée (eau HPLC), les extraits
ont été mélangés par agitation manuelle, pendant 1-8 min, avec 0,20 ml de réactif de Folin-
Ciocalteau. Puis, 0,90 ml de solution saturée de carbonate de sodium a été ajouté et la
solution a été diluée à 3 ml avec d'eau déminéralisée. Le mélange réactionnel a été
maintenu dans l'obscurité pendant 2 h, et son absorbance a été mesurée à 765 nm dans un
spectrophotomètre UV-vis (UV 8543 Agilent). La courbe standard a été établie à l'aide de
0, 50, 100, 150, 250, 500 mg l"1 des solutions d'acide gallique dans l'éthanol. 55
La concentration des composés phénoliques a été estimée à trois reprises en utilisant
la courbe d'étalonnage tracée avec de l'acide gallique (0.01-0.4 mol l"1) comme référence.
Les résultats sont exprimés en terme de mg d'équivalents d'acide gallique par g de matières
sèches.
5. Récupération de l'huile essentielle et identification.
Les échantillons en poudre de feuilles séchées (150 g) ont été distillés utilisant un
appareil de Dean Stark pour 3-4 heures. L'huile ainsi obtenue par hydrodistillation a été
stockée sous azote dans un flacon scellé à -18°C jusqu'à utilisation. Chaque échantillon a
été analysé à plusieurs reprises et la teneur moyenne en huile essentielle a été évaluée.
5.1. GC et GC-MS analyses.
Pour la détermination de la composition des huiles essentielles, des échantillons ont
été dilués 100 fois avec de l'hexane ou du pentane ou du dichlorométhane.
5.2. Chromatographie en phase gazeuse (GC).
Un chromatographe en phase gazeuse Hewlett Packard, HP-5890 série II, équipé
d'un injecteur split-splitless, d'une colonne capillaire DB-Wax en silice fondue (60m x 0,25
mm de diamètre, épaisseur de film 0,25 um) et d'un détecteur à ionisation de flamme (FID)
a été employée. Les dilutions faites dans le dichlorométhane (~ 1%) ont été injectées en
mode split (1:50). L'injecteur a été chauffé à 250 ° C, le détecteur (FID) à 300 ° C, tandis
que la température de la colonne a été programmée de façon linéaire 40-240 ° C (4 ° C /
min).
56
5.3. Chromatographie en phase gazeuse (GC)- Spectrométrie de masse (MS).
Les analyses de l'huile essentielle ont été réalisées sur un chromatographe en phase
gazeuse (quadrapole impact électronique) Hewlett Packard, séries HP 6890, équipé d'un
système d'analyse ayant un d'injecteur split-splitless muni d'un connecteur et d'une colonne
capillaire en silice fondue DB-Wax (60m x 0.25 mm di, film d'épaisseur 0,25 um). Pour la
détection GC-MS, un système d'ionisation des électrons avec une énergie d'ionisation de
69,9 eV a été utilisé.
Le gaz vecteur est l'hélium, utilisé à un débit de 1,4 ml / minute. Les températures
de l'injecteur et de la ligne de transfert MS ont été fixées à 250 °C et 280 °C,
respectivement. La température du four a été programmée à partir de 40 °C et 170 °C à 5
°C par minute, tenue isotherme pour 20 minutes, et finalement montée à 240 °C à 10 °C /
minute. Les échantillons dilués de l'huile essentielle (1:100 [vol / vol] dans le pentane) ont
été injectés en mode splitless (1:50).
5.4. Identification des composants et quantification.
Les indices de rétention de Kovat ont été calculés à partir du chromatogramme par
interpolation linéaire entre les indices des n-alcanes injectés. Les n-alcanes (C8-C20) ont
été utilisés comme standards.
L'identification des composants de l'huile essentielle était basée sur la comparaison
des indices de rétention Kovat et spectres de masse dans les bibliothèques de spectres de
masse correspondant (NIST 98) et en littérature.
Dans le but de quantifier les pourcentages de surface relative aux constituants de
l'huile, les pourcentages relatifs des composantes identifiées ont été calculés à partir des
chromatogrammes par l'intégrateur informatisé du logiciel.
57
6. Évaluation de la détérioration de l'huile de Canola à haute température.
Afin d'évaluer la dégradation de l'huile de Canola, l'enrichissement avec des huiles
essentielles et des extraits d'herbes (Laurus nobilis L., Rosmarinus officinalis, Origanum
majorana, Olea europea L.) a été appliquée à une série d'échantillons d'huile avant de les
mettre à haute température.
La première série de chauffage a été réalisée, à une température de 120°C pendant
une période de cinq jours avec des échantillons d'huile de Canola enrichis en l'huile
essentielle en comparaison avec le BHT. D'autres expériences similaires utilisant des
extraits de plantes ont été réalisées pour comparer l'effet de chaque extrait utilisé dans
l'huile chauffée. Puis, des essais à une température plus élevée (180°C) ont été entrepris
pour les différents extraits de plantes déjà testés à 120°C.
6.1. Enrichissement de l'huile de Canola.
Dans un premier temps, nous avons procédé à l'enrichissement de l'huile de Canola
avec la préparation d'une solution principale de 20g d'huile de Canola enrichie avec 0,2 g
d'extrait naturel (huile essentielle ou extrait à l'éthanol) pour obtenir une concentration de
1% volumique. Pour la préparation des échantillons, la solution principale (huile végétale
contenant l'extrait) a été répartie à des quantités de 2 ml dans des petits flacons de 5 ml.
6.2. Oxydation et chauffage à 120 °C.
Les conditions du processus d'oxydation ont été réalisées en exposant les viaux
ouverts à la température du four de 120°C pendant cinq jours. À chaque 24 heures, trois
flacons ont été prélevés, refroidis immédiatement sans azote à une température de -18°C.
Dans ce qui suit, seulement deux des trois échantillons ont été méthylés pour déterminer
58
leur composition en acide gras (Fatty Acid Methyl Esters : FAME) par analyse sur GC
(Oakes, 2002) et le troisième a été conservé sans methylation.
6.3. Huile de Canola enrichie et processus d'oxydation à 180°C.
Les flacons ouverts contenant de l'huile de Canola enrichie ont été chauffés dans un
four à 180°C pendant 12 heures. À chaque deux heures, un échantillon a été prélevé et mis
immédiatement à une température de -18°C,e sous azote. Puis, les échantillons ont été
méthylés pour déterminer leur composition en acide gras par analyse sur GC.
59
7. Analyses des FAMES (Fatty Acid Methyl Esthers).
7.1. Préparation des FAMES.
Une methylation catalytique a été utilisée dans cette étude. En bref, la methylation
des lipides de l'huile végétale a été réalis dans des tubes fermés avec du méthylate de
sodium à 0,5 N dans le methanol (0,5 ml). Après homogénéisation, le mélange a été chauffé
dans l'eau chaude à 50°C pendant 15 min, refroidi à température ambiante, puis rincé avec
une solution saturée de NaCl et les FAMES sont, par conséquent, extrait à l'hexane ( 2 x 5
ml). Les extraits organiques ont été rassemblées, séchés sur sulfate de sodium anhydre,
filtrés et mis sous azote dans des ampoules scellées à -18°C jusqu'à l'analyse.
7.2. Analyses GC.
La composition en acides gras a été déterminée par une chromatographie en phase
gazeuse. Les esters méthyliques d'acides gras ont été analysés avec un chromatographe GC
équipé d'un détecteur à ionisation de flamme (FID) (modèle 6890 série II, Hewlett Packard,
Palo Alto, CA). La colonne capillaire avait une longueur de 30 m, un diamètre intérieur de
0,32 mm et une épaisseur de film de 0,25 um (modèle DB-Wax; SGE, Melbourne,
Australie).
La pression d'entrée du gaz vecteur l'hydrogène était de 142 kPa à 170 ° C. Le
rapport split de division FID a été fixé à 50:1, le débit dans la colonne à 1,2 ml / min et le
volume d'injection à un ml. Les températures de l'injecteur (mode split) et du détecteur
(ionisation de flamme) ont été fixées à 250 ° C.
La programmation de la température du four a été la suivante : 60°C pendant 1 min
isotherme, augmentation à 190 ° C à 20 ° C min"1, et isotherme pendant pour 37,5 min à
190 ° C. Les données ont été acquises et traitées par le logiciel ChemStation HP. Les
pourcentages relatifs d'acides gras ont été obtenus par intégration des aires des différents
pics concernés.
60
8. Utilisation d'un extrait de feuilles d'olivier dans une friture de pomme de terre.
L'objectif de ce protocole est de mesurer la dégradation des acides gras dans l'huile
de Canola (Blanc, le BHT et l'extrait de feuilles d'olivier) utilisée pour la friture des frites
de pomme de terre congelées et déterminer leur évolution durant une friture prolongée de
cinq heures.
Tout d'abord, une quantité de frites congelées, a été partagée dans des sacs
plastiques, à raison de 250 g par sac. Le poids des frites avant et après la friture (Pl, P2) a
été déterminé. Deux litres d'huile ont été utilisées au début de la friture. Les frites ont été
déposées dans l'huile dès que la température a atteint 180°C. La variation de la température
a été déterminée à plusieurs reprises durant la friture selon le couples (temps-température).
La variation de la quantité d'huile durant la friture a été mesurée à toutes les heures en
utilisant une règle graduée en acide inoxydable..
La quantité des frites (préalablement déterminée) a été ajoutée à chaque 15 min
jusqu'à la cuisson et l'obtention d'une couleur dorée foncée (environ 10 min). La durée
totale de la friture a été de cinq heures (en fonction de la dégradation de l'huile). Des
échantillons de 1 ml ont été prélevés toutes les 15 minutes à l'aide d'une pipette pasteur. À
l'issue de ce processus, l'analyse des FAMES a été faite sur des échantillons collectés. Pour
chaque type d'huile, une répétition a été réalisée.
61
Chapitre 4. Résultats et Discussion.
1. Extraits des plantes.
1.1. Extractions et rendements.
Après macération de la matière végétale dans l'éthanol, la couleur du solvant est
d'un vert foncé. Après l'évaporation du solvant organique on obtient un extrait vert plus
foncé, visqueux, d'une odeur caractéristique et semblable à celle du la matière végétale
utilisée.
Pour l'extrait éthanolique du romarin, sa couleur est verte matte, pour l'extrait de
laurier, il s'agit d'une couleur verte moins foncée, pour l'extrait de marjolaine la couleur est
verte, mais l'extrait des feuilles l'olivier était d'un vert plutôt très foncé et d'une viscosité
plus élevée. On peut remarquer que plus la couleur de l'extrait est élevée plus la viscosité
est élevée aussi.
Tableau 2 : Les différents résultats de macération des matières végétales dans l'éthanol*.
Plante Laurier Marjolaine Romarin Olivier
Masse de l'extrait pur (g)** 2,686 1,665 3,51 1,525 Masse de l'extrait pur (g)**
2,7 1,54 3,485 1,33
Rendement de la macération (%) 10,7 6,4 13,9 5,7 .
*sur matière sèche. ** Calcul de la moyenne à partir des deux mesures.
Pour les 250 g de matière végétale macérée dans l'éthanol pour 5 jours, les feuilles
d'olivier ont donné le plus faible rendement en extrait de 5,7 %, avec 6,4% pour la
marjolaine, 13,9% pour le romarin et 10,7% pour le laurier. On remarque que ces résultats
rapprochent de ceux déjà rapportés dans la littérature avec des solvants de même densité ou
avec l'utilisation d'autres méthodes d'extraction (Vagi et al, 2005 ; Zoran et al , 2009)
62
1.2. Détermination du taux des phénols totaux.
< 13 QO
j§ X _J ro ± J O
+ J _ o c -m Q-
OJ X> X
300
250
200
150
100
50
0 Laurier
yyy
■ : ■ : ■ : ■ : ■ ■
y-yyy. ■ ' , - - ■ . ■ ,
- ' . • > - . ■ - ,
z
Romarin Marjolaine Feuilles d'olivier
Figure 8 : Taux de phénols totaux des extraits éthanoliques des feuilles d'olivier, de laurier,
de romarin, de marjolaine en 'milligramme équivalent d'acide gallique par gramme de
matière sèche' (mg EAG g-1)
On peut remarquer, d'après les résultats des phénols totaux des différents types
d'extraits (Fig.8), que l'extrait éthanolique de laurier est celui qui en contient le taux le plus
élevé avec 276 mg (milligramme équivalent d'acide gallique par gramme de matière sèche)
EAG g"1. L'extrait de romarin présentant un taux de 228 mg EAG g'de phénols totaux,
l'extrait éthanolique de marjolaine contient 215 mg EAG g'de phénols totaux et l'extrait
éthanolique de feuilles d'olivier contient 203 mg EAG g'de phénols totaux.
63
2. Huiles essentielles.
2.1. Propriétés et rendements.
Les distillats des différentes plantes aromatiques obtenus, par hydrodistillation,
constituent une substance d'un aspect liquide mobile limpide, de couleur jaune pâle à
foncée et d'odeur douce, fine, chaude ou épicée.
Tableau 3 : Rendements de l'extraction des différentes huiles essentielles par
hydrodistillation.
Plante Laurier Marjolaine Romarin
Masse de l'huile essentielle* (g) 0,452 0,35 0,56
0,497 0,32 0,538
Rendement (%) 0,949 0,665 1,098
* Il s'agir de la moyenne des deux répétitions utilisée par la suite pour le calcul du rendement.
Pour 50 g de matière végétale distillée, le rendement en huiles essentielles est à un
niveau de 1%. L'huile essentielle de la marjolaine a donné d'un rendement de 0,66%, ceux
du laurier et du romarin étaient respectivement de 0,95% et 1,1%. Il existe, parfois, des
similarités ou de différences entre ces résultats et ceux dans d'autres études en fonction de
la qualité de matière végétale utilisée. (Zekovic et al , 2009)
2.2. Composition des huiles essentielles.
Après l'analyse des différents chrortiatogrammes du GC MS et du GC FID, les
principaux composants des huiles essentielles et leurs pourcentages ont été déterminés.
64
Tableau 4 : Composition principale de l'huile essentielle Rosmarinus officilanis
Temps. Rét Composant %* RP*
8,8 a-Pinène 3,27 1021
10,2 Camphane 1,20 1071
11,5 p-Pinène 0,95 1 105
13,4 P-Carène 0,40 1 164
13,9 P-Myrcène 0,25 1 179
14,5 Terpinolène 0,57 1 198
14,5 Limonène 0,76 1200
14,8 Phellendrène 0,03 1207
15,1 1,8-cinéole 45,25 1218
15,9 rj-Terpinène 0,25 1247
16,7 P-Cymène 1,03 1271
17,1 P-Mentha-1 -4(8)diène 0,14 1284
21,7 Hydra-Trans Sabinène 0,30 1454
22,7 P-Cubébène 0,03 1492
22,8 Camphénol 0,06 1495
23,0 a-Cubébène 0,09 1 501
23,7 Camphor 21 1 530
24,2 Linalool 1,74 1551
65
24,9 Acétate de Cis-p Menthan-8-yl 0,17 1580
25,1 Acétate de Bornyl 0,66 1589
25,6 p-Caroyphyllene 2,69 1608
27,2 Cis-Verbénol 1,42 1680
27,9 a-Terpinéol 6,38 1707
28,0 Boméol 5,43 1713
28,4 Verbénone 0,25 1733
29,1 Varvone 0,14 1766
29,2 Trans-carvéol 0,11 1770
30,6 Méthyl d'Eugénol 0,21 1832
31,2 Carvacrol 0,13 1858
34,6 Oxide de P- Caryophyllène 0,31 1998
*Pourcentage basé sur l'aire normalisée du chromatogramme. Moyenne de deux répétitions.
** Indice de rétention.
L'analyse de l'huile essentielle de romarin a identifié la présence d'une trentaine de
composés représentant un pourcentage 95,23 % du volume totale de l'huile essentielle. On
peut remarquer, d'après le tableau 3, que les composants majeurs sont le 1,8-cinéole à
raison de 45% et suivi du camphre à 21%.
Cette huile contient aussi 6,4% d'ct-terpinéol, 5,4% de bornéol et 3,3% d' ct-pinène.
D'autres composés de 1% à 3% sont présents encore comme le p-cimène (1,03%),
camphane (1,2%), cis-verbénol (1,42%), linalol (1,74%) p-caroyphyllene (2,69%).
66
Tableau 5 : Composition principale de l'huile essentielle de Origanum marjoram L
Temps. Rét Composant % * RI**
8,8 a-Thujène 0,05 1020
9,0 a-Pinène 0,34 1025
10,7 p-Fenchène 0,016 1081
12,0 Sabinène 0,69 1120
12,9 Carène 0,12 1148
13,4 a-Phellandrène 2,12 1165
13,9 a-Terpinène 8,1 1181
14,5 Acétate de P-Terpinyl 0,52 1198
14,8 P-Phellandrene 2,18 1208
16,0 a-Terpinène 12,51 1249
16,1 Trans-Ocimène 0,14 1252
16,7 p- Cymène 1,97 1271
17,1 Terpinolène 2,88 1285
22,2 Cis-P-Terpinéol 0,68 1471
22,9 a-Copaène 0,11 1499
24,2 Linalool 2,31 1551
24,3 Cis-hydrate Sabinène 1,1 1557
24,4 Terpinène-1-ol 0,38 1560
24,7 p-cis-Menth-2-en-1 -ol 1,62 1571
25,6 Acétate de Myrcényl 4,54 1610
25,7 Terpinèn-4-ol 38,33 1616
67
25,9 Acétate de Trans-Menthan-8-yl 0,71 1624
27,1 Allyl d' p-Arisol 0,47 1675
27,2 Humulène 0,21 1680
27,4 Trans-p-Menth-1 -en-3-ol 0,41 1687
27,8 a-Terpinéol 6,86 1706
28,3 Acétate de Géranyl 0,16 1729
28,7 p-Germacrène 0,82 1745
28,9 Trans-perpitol 0,45 1754
29,0 Acétate de Géraniol 0,25 1760
29,7 Propényl d'Arisol 0,11 1789
30,0 Trans-géraniol 0,12 1805
30,6 Propényl d' p-Arisol 1,00 1832
31,0 Géraniol 0,24 1851
36,0 Aldehyde de Cinnamal 0,12 -
39,3 Spathulénol 1,13 -
*Pourcentage basé sur l'aire normalisée du chromatogramme. Moyenne de deux répétitions.
** Indice de rétention.
L'analyse de l'huile essentielle de marjolaine a permis d'identifier la présence d'une
trentaine de composés, représentant un pourcentage 94,33 % du volume total de l'huile
essentielle. On peut remarquer d'après le tableau 4, que les composés principaux de cette
huile essentielle sont le terpinèn-4-ol à raison de 38,3%, l'a-terpinène à raison de 12,5%,
l'a-terpinène à raison de 8,1%, 1' a-terpinèol à raison de 6,9% et le acétate myrcényl à
raison de 4,5%.
On retrouve, aussi, du p-propényl d'arisole (1%), de l'hydrate-cis-sabinène (1,1%),
du spathulénol (1,13%), du /?-cis-menth-2-en-l-ol (1,62%), du /?-cymène (1,97%), du
68
linalool (2,31%), du terpinolène (2,88%), du p-phellandrène (2,18%) et de l'a-phellandrène
(2,12%).
Tableau 6 : Composition principale de l'huile essentielle de Laurus Nobilis L.
Temps. Rét Composant % * RI**
13,87 a-Terpinène 0,81 1179
14,3 2,3 Hydro-1,8-cinéole 0,48 1192
14,49 Limonène 3,58 1198
14,96 1,8-cinéole 23,17 1214
25,63 Terpinène-4-ol 6,03 1611
26,27 Myrténal 0,85 1639
26,73 Acétate de Terpinène 1,51 1659
27,23 a-Terpinéol 1,43 1680
27,58 Acétate d'a-Terpényl 19,50 1706
27,95 Bornéol 0,34 1712
28,15 Carvone 0,25 1721
28,41 Valencène 1,96 1733
28,5 P-Selinène 0,48 1737
28,72 a-Famesène 0,83 1747
28,96 Propionate de Terpénil 0,55 1757
29,02 Cis-Carvacrol 0,04 1760
29,15 Ô-Cadinène 0,39 1766
29,24 Ç-Cadinène 0,50 1770
69
29,66 Curcumène 1,61 1789
29,95 Myreténol 1,28 1802
30,59 Propényl d' p- Arisole 1,68 1832
30,79 Cis-carvéol 0,63 1841
31,03 Isobutyrate de Géranil 1,44 1853
31,96 Propényl d'Arisol 1,13 1895
40,19 Oxide de Caryophyllène 0,03 -
40,99 Éther Méthyl d'Eugénol 1,24 -
43,46 Spathulénol 0,58 -
44,64 Oxide de Caryophyllène 0,48 -
*Pourcentage basé sur l'aire normalisée du chromatogramme. Moyenne de deux répétitions.
** Indice de rétention.
L'analyse de l'huile essentielle de laurier a identifié la présence d'une trentaine de
composés, représentant un pourcentage 73,24 % du volume total de l'huile essentielle.
L'huile essentielle de laurier (Tableau. 5) est riche en 1,8-cinéole (23,2%) et en acétate d'a-
terpényl (19,5 %). Cette huile contient, aussi, un pourcentage de terpinène-4-ol (6%) et de
limonène (3,6 %).
La comparaison de ces résultats avec ceux trouvés dans la littérature a montré
quelques différences au niveau des composés majeurs constituant de l'huile essentielle et
du pourcentage des différents constituants identifiés. Cela peut être attribué aux facteurs
écologiques, différences génétiques, stade de développement de la plante ou bien la partie
de plantes utilisée (Guido et al.; Zoran P., 2004, Ôzcan et Chalchat, 2008, Zekovic, et al,
2009).
70
3. Essais de chauffage et antioxydants.
3.1. Effet antioxydant des huiles essentielles à 120°C.
À partir des deux séries de courbes (Fig. 9 et Fig. 10) associées à la dégradation de l'acide linoléique et linoléique exprimés en taux résiduels (%) dans l'huile de Canola chauffée, on remarque, d'abord, que les huiles de Canola chauffées enrichies, chacune, par une huile essentielle différente présentent toutes la même allure que la courbe associée à l'huile de Canola contenant le BHT.
120
100
î oo U >_► IKv ♦ Témoin ■O
■BHT
■HE.laurier
■HE.marjolaine
■HE.romarin
m • Z J
x .
s H
0 1 2 3 4 5 Temps (jour)
Figure 9 : L'évolution de la dégradation de l'acide linoléique (Cl8:2) en taux résiduel (%) dans l'huile de Canola enrichie à l'huile essentielle (HE.) de romarin, de marjolaine ou de
laurier à la température de 120°C durant cinq jours.
71
120
100
S?
ZJ
I x 3
•Témoin
■BHT
■HE.laurier
■HE.marjolaine
■HE.romarin
2 3
Temps (jour)
Figure 10 : L'évolution de la dégradation de l'acide linolénique (Cl8:3) en taux résiduel
(%) dans l'huile de Canola enrichie à l'huile essentielle (HE) de romarin, de marjolaine ou
de laurier à la température de 120°C durant cinq jours.
Ceci montre que les huiles enrichies se dégraden selon un mécanisme semblable à
celle de l'huile enrichie de BHT, certes, d'une façon moins forte mais non moins efficace.
Quand on décèle, par la suite, des décalages qui peuvent aller jusqu'à 19% d'acide
gras non dégradé, et que la pente est un peu plus faible dans le cas du BHT que dans celui
des huiles essentielles, il semble, qu'en premier vu et que sur le long de toute la période de
chauffage à 120°C, les huiles essentielles possèdent un pouvoir antioxydant plus faible que
celui le BHT. Mais, si on observe le comportement de l'huile végétale chauffée durant les
72
deux premiers jours, on remarque que les huiles essentielles et le BHT, protégé d'une
manière semblable l'huile enrichie. Ces observations sont proches d'autres dans certains
travaux sur des sujets similaires, où l'huile essentielle de marjolaine a été prouvée d'avoir
un pouvoir plus inhibiteur de la peroxydation de l'acide linolénique que celui du BHT, à
une température de 40°C par mesure de l'indice de peroxyde.
Alors, quand les huile végétales sont toutes enrichies à la même concentration et
que le BHT, lui même un pur antioxydant, la concentration des composés antioxydantes
avtifs dans les huiles essentielles utilisées, seraient à un pourcentage plus faible que 1%.
Ceci nous amène à accorder, à des composés dans les huiles essentielles, une activité
antioxydante plus intéressante que celle du BHT.
Durant le chauffage, la composition de l'huile essentielles ainsi que le
comportement des ses différents composés, dépendent d'une façon simultané de l'effet de
la température et des réactions que peuvent avoir ces composés dans l'huile végétales
(acides gras, oxygène...). Pour expliquer le mécanisme de l'effet antioxydant, apporté par
les huiles essentielles, plusieurs paramètres interviennent comme la volatilité des composés
aromatiques, leur pourcentage et leurs instaurations.
Il est évident qu'à une haute température, il y aurait lieu de la volatilisation de
composés à poids moléculaires faibles de la famille des monoterpènes. Il est possible de
proposer que ces composés volatiles, (Rudolfi et al , 1987; El-Ghorab, 2003) qui ne sont
pas forcément des phénols, s'ils réagissent avec l'oxygène et s'oxydent en protégeant
l'huile, peuvent se volatiliser, par la suite, en entraînant avec eux ces composés formés, ce
qui ralentirait considérablement le mécanisme de l'oxydation des aides gras. Alors, dans le
cas, des huiles essentielles de laurier, de romarin et de marjolaine extraites et testées, leur
pouvoir antioxydant est peut être due à leur richesse en composés oxydes terpéniques,
monoterpéniques et même monoterpénoliques comme, respectivement, le 1,8-cinéole
(23%, 45%,), gamma-terpinène (12,5%) . Ces composés sont volatiles et les plus
concentrés, ils agissent, avant leur evaporation sous l'effet de la chaleur, les premiers, vu
leur quantité élevée, protégeront l'huile de l'oxygène de l'air et d'autres oxydants.
73
Dans le cas contraire, un autre processus peut intervenir, celui de l'action de
composés poly- et monoinsaturés moins volatiles des familles des esters terpéniques et des
monoterpènes : comme l'apha-terpinéol (6%), dans les huiles essentielles de romarin et de
marjolaine, et l'acétate d'alpha-terpényl (19,5%), dans l'huile essentielle de laurier, qui
vont réagir préférentiellement avec l'oxygène par rapport à l'huile végétale.
74
3.2. Effet antioxydant des extraits à 120°C.
Cinq extraits de plantes furent préparés pour étudier et comparer leur effet
antioxydant dans l'huile dégradée à haute température 120°C : il est question d'extraits
éthanoliques de romarin, de marjolaine, de laurier et de feuilles d'olivier. Un extrait aqueux
des feuilles d'olivier fut testés pour pouvoir comparer son effet avec l'extrait éthanolique.
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1 nn nn -
80.00 * * ^ ! _ j £ - ^ B H T 80.00 * * ^ ! _ j £ - ^ B H T
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60.00 -
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60.00 -
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3 -2
40.00 -
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3 -2
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CU - i "3 s "V .__ H -a •m
3 -2
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^_h-Eth.Olive
CU - i "3 s "V .__ H -a •m
3 -2
20.00 -1 Eaq.Olive
nnn .
0 1 2 3 4 5
Temps (jour)
Figure 11 : L'évolution de la dégradation de l'acide linolénique (Cl8:3) en taux résiduel
(%) dans l'huile de Canola enrichie à l'extrait éthanolique (E.) de, romarin de marjolaine,
de laurier et les extraits éthanolique (Eth.) ou aqueux (Eaq.) des feuilles d'olivier à la
température de 120°C durant cinq jours.
75
120
100
80
X r . 60
u
"3 3
■O 'â? E x 3 H
40
20
•BHT
•Témoin
•E.Romarin
•E.Laurier
•E.Marjolaine
•Eth.Olive
■Eaq.Olive
0 1 2 3 4 5
Temps (jour)
Figure 12 :L'évolution de la dégradation de l'acide linoléique (Cl8:2) en taux résiduel (%)
dans l'huile de Canola enrichie à l'extrait éthanolique (Eth.) de, romarin de marjolaine, de
laurier et les extraits éthanolique ou aqueux (Eaq.) des feuilles d'olivier à la température de
120°C durant cinq jours.
À partir des digrammes associés aux taux résiduels des acides linoléique et
linoléique dans l'huile de Canola chauffée par rapport à l'huile de Canola non chauffée
(Fig. 11, Fig. 12), il est possible d'évaluer la dégradation de l'huile chauffée et de conclure
sur l'effet antioxydant de chaque extrait.
3.2.1. Chauffage de l'huile de Canola.
Il est évident que c'est l'huile (témoin) qui s'est dégradée le plus, par rapport à
toutes les autres huiles enrichies. On rappelle que l'huile végétale choisie est l'huile de
Canola, qu'on trouve en commerce pour des fins de friture. Puisqu'elle est raffinée, elle
supporte la chaleur, mais à de très hautes températures, elle dégage une odeur désagréable
et se dégrade rapidement. Ce qui explique la dégradation de 80% d'acide linolénique et de 76
60 % d'acide linoléique, après cinq jours de chauffage à 120°C. L'huile commence à se
polymériser excessivement, elle devient inutilisable. La grande sensibilité de cette huile aux
fortes températures, permet de bien tester les antioxydants et observer leur effet
antioxydant.
3.2.2. Effet antioxydant du BHT.
Dans le cas du BHT, cet antioxydant synthétique a donné, par rapport au reste des
antioxydants, la plus faible protection à l'huile, dont 74 % d'acide linolénique et 54 %
d'acide linoléique se sont dégradés, après cinq jours de chauffage à 120°C. Selon d'autres
tests d'activité anti oxydante, différents molécules naturels ont montrées une activité plus ou
importante que celle du BHT (ou BHA) (Madsen et Bertelsen, 1995) à haute température. Il
est possible que cet antioxydant soit efficace à de plus faibles températures, mais, à un
chauffage excessif, et sous l'effet de 1'evaporation, il se volatilise et ne peut protéger
d'avantage l'huile (Augustin et Berry, 1983).
3.2.3. Effet antioxydant du laurier.
L'extrait éthanolique de laurier semble avoir un effet un peu meilleur que celui du
BHT. Cet effet est peut être due aux composés phénoliques qu'il contient. En effet, le taux
des phénols totaux, déterminé précédemment, dans cet extrait a atteint 276 milligramme
équivalent d'acide gallique par gramme de matière sèche de phénols totaux. Pourtant, cet
extrait ne donne pas les meilleurs résultats, car l'huile continue à se détériorer avec une
dégradation de 72 % d'acide linolénique et 52 % d'acide linoléique, après cinq jours de
chauffage à 120°C.
Bien que le taux des phénols totaux des extraits éthanoliques, de feuilles d'olivier,
de marjolaine et de romarin, est plus faible que celui du laurier, et prend, respectivement,
les valeurs suivantes : 204, 215 et 228 milligramme équivalent d'acide gallique par gramme
de matière sèche, il ne présente pas de corrélation avec l'effet antioxydant observé par le
diagramme. La même observation été déjà conclue dans d'autres recherches précédentes
sur l'évaluation de l'effet antioxydant par des essais de p-carotène ou acide linoléique, de
DPPH ou par méthode de Rancimat (Bozan et Karakalpan, 2007).
77
Conforti et al , (2006) ont cherché à comparer l'effet antioxydant et la composition
de laurier sauvage et du laurier cultivé. L'extrait de laurier cultivé était, principalement,
riche en terpènes comme le linool, l'a-térpinole, l'acétate d'a-térpinyl, le thymol, le
caryophyllène, l'aromandrène, le selinène, le farnesène, et le cadinène, Tandis que, l'extrait
de laurier sauvage contenait un taux élevé en eugénol et méthylé d'eugénol, vitamine E, et
en sterols, et a présenté une activité antioxydante plus intéressante. On peut attribuer cela à
la diversité et de la nature de ces composés, par rapport au laurier cultivé. Ce qui explique,
aussi, l'activité antioxydante plus faible du laurier cultivé, utilisé dans les essais de
chauffage.
3.2.4. Effet antioxydant du romarin.
D'après les valeurs de taux d'acide gras résiduel obtenu après le chauffage de cinq
jours, 51 % d'acide linolénique et 32 % d'acide linoléique sont détériorés, dans une huile
de Canola enrichies en extrait de romarin. Effectivement, les composés les plus actifs, dans
cet extrait, sont des composés phénoliques diterpéniques, en premier, l'acide carnosique, le
carnosol, le rosmanol, et l'épi- et isorosmanol (Inatani, 1983). D'ailleurs, de différentes
études ont montré l'efficacité anti oxydante de ces molécules, par rapport au BHT et au
BHA, pas seulement dans de tests chimiques, mais aussi dans des formulations lipidiques et
des emulsions à des températures entre 40 et 60°C. (Bertelsen, 1995)
3.2.5. Effet antioxydant de la marjolaine.
En ce qui concerne l'huile enrichie en extrait de marjolaine, l'effet antioxydant est
plus intéressant que celui du romarin. Pour cet extrait, seulement 40 % d'acide linolénique
et 25 % d'acide linoléique se sont dégradés, après un chauffage de cinq jours à 120°C.
Cette activité antioxydante est due à la richesse de l'extrait de marjolaine de certains
composés phénoliques antioxydants plus puissants (215 milligramme équivalent d'acide
gallique par gramme de matière sèche de phénols totaux).
L'extrait de marjolaine a montré la présence de différents composés comme de
l'huile essentielle, des flavonoïds, des tannins, des sterols et ou des triterpènes. (Al-78
Howiriny, 2009). À cet égard, les composés majeurs déterminés dans la marjolaine, selon
plusieurs sources, sont le térpinèn-4-ol, l'y-térpinène, l'hydrate de trans-sabinène, le
linalool, l'acétate d'hydrate de trans-sabinène, le thujanol, le terpinolène, et le thymol (Lean
et Mohamed, 1999; Sellami et al , 2009). L'existence d'une meilleure synergie et la
diversité de ces composés plus actifs (Medsen et Bertelson, 1995), expliquent, alors, la
capacité de l'extrait de marjolaine à inhiber la peroxydation des lipides, à piéger les
radicaux hydroxyles libres (Yasin et Abou-Taleb, 2007) et, ainsi, son effet antioxydant dans
l'huile de Canola chauffée.
3.2.6. Effet antioxydant des feuilles d'olivier.
En ce qui concerne l'extrait éthanolique de feuilles d'olivier, il a limité la dégradation
des acides linolénique et linoléique, respectivement, à des pourcentages de 35% et 20%.
Dans ce cas, l'huile de Canola enrichie par cet extrait présente la moindre dégradation par
rapport au reste des autres huiles chauffées.
Dans l'extrait éthanolique, l'oleuropéine s'est avéré le composé phénolique majeur.
La rutine, la vanilline et l'acide caféique sont des composés mineures (Lee et al,. 2009). En
fait, l'oleuropéine, en lui même un antioxydant puissant, a conféré à l'extrait éthanolique un
effet antioxydant intéressant et remarquable. À la différence de l'extrait éthanolique des
feuilles d'olivier, l'extrait aqueux dans lequel l'oleuropéine ne fut pas détectée, présente
une activité antioxydante moindre (Lee et al , 2009).
Les conclusions de Lee (2009) sur la particularité de l'effet antioxydant des composés
contenus dans les extraits de feuilles d'olivier, concordent avec ceux de Benavente-Garcia
et al. (2000), qui montrent la richesse des feuilles d'olivier en composés phénoliques à effet
synergique élevé, comme les oleurosides (oleuropéine et verbascoside), les flavones
(lutéolinee, diosmétine, apigénin-7-glucose, lutéolin-7-glucose, and diosmétin-7-glucose),
les flavonols (rutine), flavan-3-ols (catéchine), et les substituts des phénols (tyrosol,
hydroxytyrosol, vanilline, acide vanillique, et acide cafféique).
79
3.2.7. Conclusion.
En conséquence de l'ensemble des observations précédentes, la substance qui
préserve le plus l'huile de la dégradation, en terme de pourcentage d'acide linolénique
dégradé, est l'extrait éthanolique des feuilles d'olivier avec 35 % de dégradation d'acide
linolénique, suivi par l'extrait de marjolaine avec 40%, de romarin avec 51% et l'extrait
hydraulique des feuilles d'olivier avec 54%, et enfin celui du laurier avec 72%. L'huile
enrichie en BHT (74 % de dégradation d'acide linolénique) s'avère l'huile la plus dégradée
parmi les huiles enrichies chauffées.
L'activité antioxydante de chaque extrait dépendait de la nature et la puissance des
leurs composés phénoliques. L'extrait éthanolique des feuilles d'olivier était plus
concentré, que les autres extraits, en composés phénoliques plus puissants, ce qui expliquait
son effet antioxydant plus efficace.
80
3.3. Effet antioxydant des extraits à 180°C.
Dans le but de mieux élucider, l'effet des extraits naturels de plantes et en
particulier celui des feuilles d'olivier, dont l'extrait s'est distingué parmi les autres au
niveau de taux de dégradation de l'huile chauffé à haute température, le profil de
l'évaluation de la dégradation de l'huile de Canola enrichie chauffée pendant 12 heures est
à 180°C est obtenu.
120 120
100
C18:3
(%
) C
18:3
(%
)
K. -♦-BHT
du
el d
e
^^Ç HK-Ténoin
du
el d
e
l \ ; —_k— ExtRom ai in ■ u \ —^ExtLaurier
= 40 L -*— Rxt.Majorhinp _- -•—Ext.Olivicr
20 20
n -1-U
0 120 240 360 480 600 720
Temps (min)
Figure 13 : L'évolution de la dégradation de l'acide linolénique (Cl8:3) en taux résiduel
(%) de l'huile de Canola enrichie à l'extrait de romarin, de marjolaine, de laurier ou des
feuilles d'olivier à la température de 180°C durant 12 heures.
81
3.3.1. Chauffage de l'huile de Canola.
L'effet antioxydant des extraits des plantes aromatiques est évalué de nouveau, à
une température plus élevée (180°C), pour pouvoir mettre l'accent sur celui de l'extrait des
feuilles d'olivier. D'après les résultats, l'huile de Canola non enrichie est la plus dégradée,
car après les 12 heures de chauffage, nous observons une perte de plus que 40 % d'acide
linolénique. Cette huile sensible aux hautes températures, a commencé à se dégrader
considérablement dès la 10eme heure et s'est polymérisée seulement après 12 heures de
chauffage. On remarque, alors que l'ajout de ces extraits a permis, plus ou moins, de
diminuer la dégradation de l'huile.
3.3.2. Comparaison entre les effets antioxydants des extraits.
On remarque que durant les premières deux heures du chauffage (Fig. 13),
l'évolution de la dégradation des différentes huiles est presque la même et commence à
présenter des marges observées à partir de la 3eme heure jusqu'à la 10eme heure de chauffage,
là ou on observe une chute, signe d'une dégradation plus excessive de l'huile. Ce
comportement de l'huile reflète l'effet et l'action de chaque extrait utilisé. Bien que
l'extrait de laurier procure à l'huile la moindre protection, le reste des extraits présente un
effet antioxydant plus ou moins intéressant. On a vu que le laurier est riche en terpènes qui
se volatilisent facilement à une température élevée. À la température de 180°C, le BHT a
résisté plus à la chaleur que l'extrait de laurier. Le romarin et la marjolaine ont présenté un
effet antioxydant plus faible que celui des feuilles d'olivier. Ils contiennent des composés
phénoliques de la famille des triterpènes et des diterpènes qui ont gardé leur effet à cette
température mais pas assez, car on peut remarquer que l'huile a commencé à se dégrader
considérablement à partir de la IO6"16 heure de chauffage au four. L'extrait de feuilles
d'olivier, au contraire, a montré plus de résistance à l'oxydation et à la chaleur. Ceci
pourrait s'expliquer sa richesse en plusieurs phénols puissants, surtout l'oleuropéine.
82
La dégradation des différentes huiles a montré la manifestation d'un effet
antioxydant faible du BHT et un effet très important de l'extrait des feuilles d'olivier dans
l'huile chauffée à la température de 180°C.
3.3.3. Particularité des feuilles d'olivier.
Ces observations présentent peu de différences et plus de similarités avec ceux déjà
trouvés à la température de 120°C. L'extrait éthanolique des feuilles d'olivier a montré de
nouveau sa particularité par rapport aux autres extraits de plantes aromatiques. En réalité,
les extraits de ces dernières possèdent une composition de nature différente que celle des
extraits des feuilles d'olivier et contiennent plus de composés volatiles et sensibles à la
chaleur. Les deux matières végétales appartiennent à deux familles de plantes différentes.
Les plantes aromatiques choisies, généralement utilisées dans des pratiques culinaires ainsi
que médicales, appartiennent à la famille des lamiacées. Les feuilles d'olivier, à leur tour,
appartiennent à la famille de / 'Oléa europea L. Les plantes aromatiques, à la différence des
feuilles d'olivier, contiennent de terpènes et des huiles essentielles. Toutefois, il ressort que
le composé le plus actif dans l'extrait de feuilles d'olivier est possiblement l'oleuropéine
(un iridoide monoterpène). Celui-ci, s'avère responsable du goût amer des feuilles et des
fruits.
Une observation générale des différentes courbes de dégradation montre la
manifestation d'un effet antioxydant faible du BHT et un effet très important de l'extrait
des feuilles d'olivier dans l'huile chauffée à la température de 180°C. Ces observations,
bien évidemment, concordent avec celles déjà tirées des autres profils de l'évolution de la
dégradation des huiles à la température de 120°C.
83
Conclusion générale.
Cette étude nous a permis de montrer que différentes sortes d'extraits de plantes
telles que certaines épices, à savoir le romarin, le laurier et la marjolaine, ou telles que les
feuilles d'olivier, ont un effet antioxydant dans l'huile de Canola chauffée à des
températures élevées (120°C et 180°C). En effet, les huiles essentielles de romarin, de
laurier et de la marjolaine, extraites par hydrodistillation, respectivement, à des rendements
de 1,1%, 0,9%, 0,7%, riches en 1,8-cinéole (23,2% et 45,2%), en terpinén-4-ol (38,3%) et à
une concentration de 1% à 120°C, ont présenté durant les deux premiers jours de chauffage
une activité antioxydante semblable à celle du BHT. Ceci prouve l'efficacité des composés
majeurs contenus dans les huiles essentielles et qui sont à moindre concentration que le
BHT.
Par ailleurs, les extraits éthanoliques de laurier, de romarin et de la marjolaine,
obtenus à des rendements de 14%, 11% et 6% respectivement, riches en phénols totaux en
raison 228, 276, 215 mg EAG g"1 de matière sèche à une concentration de 1% à 120°C, ont
manifesté une activité antioxydante et ont retardé la dégradation de l'huile. Durant cinq
jours de chauffage à 120°C, les taux résiduels d'acide linolénique dans l'huile de Canola
enrichie en extraits de laurier, de romarin et de marjolaine sont 28, 49 et 60 %,
respectivement avec 20 % pour une huile de Canola non enrichie et 26 % pour l'huile
contenant du BHT. Selon un deuxième test, les taux résiduels d'acide linolénique des huiles
enrichies en extraits de romarin, de marjolaine et de laurier, obtenus après 12 heures de
chauffage à 180°C, sont 65, 66 et 52 %, respectivement avec 38% dans l'huile non enrichie
et 61 % pour l'huile contenant du BHT. On a trouvé que la marjolaine a eu un effet
antioxydant beaucoup plus intéressant que le reste des plantes aromatiques. En réalité, ces
épices, et surtout la marjolaine, sont reconnues pour leur effet antioxydant et leur utilisation
dans des applications pharmaceutiques et alimentaires comme préservateurs et additifs
(Vagi et al, 2005). On a pu, aussi, montrer que l'huile de Canola enrichie à 1% de poudre
de romarin, de laurier ou de marjolaine, stockée pour deux semaines à température
ambiante résiste mieux à un chauffage de cinq jours à 120°C (Annexe 1).
L'extrait éthanolique des feuilles d'olivier est, à son tour, testé selon les deux
84
procédures de chauffage. L'huile de Canola enrichie à 1% d'extrait de feuilles d'olivier,
chauffée à 120°C, avait un taux résiduel de 65 % d'acide linolénique contre 46 % pour
l'extrait aqueux de feuilles d'olivier, 26 % pour le BHT et 20 % pour l'huile non enrichie.
Chauffée à 180°C, l'huile de Canola enrichie avait un taux résiduel de 74 % d'acide
linolénique, contre 61 % pour le BHT, 38 % pour l'huile non enrichie. Ces observations, en
accord avec des travaux de recherche déjà effectués par Farag, (1989) et Lee et a l , (2009)
ont permis de confirmer l'effet antioxydant plus élevé de l'extrait de feuilles d'olivier par
rapport à d'autres épices.
L'utilisation de substances naturelles pour enrichir les huiles végétales constitue un
concept innovant et intéressant. Le choix de la substance naturelle à incorporer dépendra de
l'aliment lui même et de son utilisation. Il est, par ailleurs, pratique d'enrichir ou d'épicer
les huiles végétales avec des huiles essentielles pour changer l'arôme, le goût et protéger en
même temps l'huile de l'oxydation. On peut, également, stocker les huiles en les
enrichissant tout simplement avec des plantes séchées incorporées sous forme de poudre
(voir Annexe 1), car leur infusion permettrait d'épicer l'huile et de la protéger contre
l'oxydation pendant le chauffage. Les extraits de plantes peuvent aussi enrichir l'huile et
renforcer son goût, sa couleur et ralentir son oxydation durant le chauffage excessif. Pour
ce faire, on peut utiliser des extraits de plantes aromatiques ou l'extrait de feuilles d'olivier
qui seraient un meilleur procédé pour enrichir les huiles d'olive.
Les feuilles d'olivier constituent un bon moyen pour valoriser les sous-produits de
l'agriculture oléicole. Contrairement aux plantes aromatiques, ces feuilles sont un sous-
produit abondant des tailles biannuelles des arbres d'olivier. Elles sont, alors, plus
abondantes et ne coûtent pas chères. Les feuilles d'olivier constituent une composante
adéquate en ce sens qu'elles peuvent être utilisées au niveau des produits alimentaires et
pharmaceutiques. Elles répondraient, à cet effet, aux exigences des normes de la «chimie
verte». Une amélioration des procédés d'extraction et de purification de ces extraits
naturels est nécessaire afin de produire une substance hautement active et qui répond aux
normes de l'industrie. Des études supplémentaires seront nécessaires pour maximiser le
rendement et la qualité de l'extrait de feuilles d'olivier. En effet, la préparation d'un extrait
de feuilles d'olivier purifié et exempt de composés non phénoliques ou qui n'ont pas
d'activité antioxydante, serait une étape à prendre en compte avant de procéder à des essais 85
de chauffage ou de friture. L'étude du phénomène de la macération de la poudre des plantes
aromatiques et des feuilles d'olivier dans l'huile s'est révélée intéressante à deux niveaux.
Elle nous a permis, ainsi, de définir un processus d'enrichissement par des composés
échangés de la matière végétale dans l'huile, mais aussi de noter une activité antioxydante.
Une telle piste serait pertinente à développer et approfondir dans des études futures.
86
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106
Annexes.
Annexe 1.
Essai de chauffage de l'huile de Canola enrichie en poudre de plantes.
Figure 14 : L'évolution des taux d' acides gras C18 :1, C18 :2, C18 :3 et C16 :0 de l'huile
de Canola enrichie en poudre de romarin, de laurier ou de marjolaine, chauffée, par rapport
à l'huile de Canola chauffée non enrichie, à une température de 120°C pendant cinq jours.
107
Dans le but de voir si une autre façon d'enrichir l'huile de Canola pourrait montrer
un effet antioxydant, on a réalisé un autre test différent la où on a tout d'abord stocké de
l'huile de Canola auquelle on a additionnée de la poudre de romain, de marjolaine ou de
romarin à une concentration de 1% (p/p). Pendant les de semaine de macération, l'huile
était fréquemment agitée.
Après décantation de la poudre, on remarque que l'huile prend plus de couleur
verdâtre et a une odeur caractéristique de la plante en question. Le romarin, le laurier, la
marjolaine furent utilisés et les huiles enrichies correspondantes ont été chauffées durant
cinq jours à 120°C La composition en acides gras déjà mentionnée était déterminée chaque
24 heures.
D'après les résultats obtenus (Fig. 14 ) sur le taux d'acide gras d'une huile chauffée
enrichie par rapport au taux d'acide gras d'une huile non enrichie chauffée, on observe que
huiles dans les quelles nous avons macérées de la poudre de plantes, ont été moins
dégradées. En fait, il semble que la poudre qui a le plus de pouvoir antioxydant est le
romarin, mais on peut affirmer que les troix plantes ont présenté un effet antioxydant de
même efficacité.
On peut attribuer l'effet antioxydant observé dans les huiles aux composés
antioxydantes qui se sont libérés dans l'huile durant la macération. Il est possible les
composés phénoliques actifs ont été dissout dans l'huile durant le stockage. Bienqu'on n'a
ni quantifié les molécules extraites ni déterminé leurs structures, on peut postuler que la
différence du pouvoir antioxydant pourrait être attribuer au degree de solubilité et la nature
des molécules qui se sont libérées de la matière végétale vers l'huile.
108
Annexe 2.
Essai supplémentaire de l'extrait de feuilles d'olivier en friture.
Bien que les différentes analyses réalisées sur la dégradation de l'huile de Canola
chauffée à de hautes températures ont montré en particulier l'action antioxydante de
l'extrait de feuilles d'olivier, la réalisation d'un essai de friture pourrait confirmer cette
conclusion en question et peut donner une idée détaillée et paramétrée sur le processus de
chauffage de l'huile en contact d'un autre aliment pour se rapprocher plus du coté réel de ce
travail.
Le contrôle ou la détermination du processus de la friture est bel et bien complexe,
mais s'avère simple dès la fixation des différents paramètres de fritures et les garder
constants durant les essais. On peut remarquer que durant une friture de cinq heures dans
les même deux litres d'huile, on a une diminution d'huile négligeable et un changement
cyclique de température de l'huile à chaque ajout de la même portion de frites les 15
minutes. De plus la perte en poids pour la portion de pommes de terre frites est constante.
109
. i n n n
100.00 100.00
Taux ré
siduel d
e C
18:3
(%)
J>
a,
oa
OO
O
od
d
oo
o
Taux ré
siduel d
e C
18:3
(%)
J>
a,
oa
OO
O
od
d
oo
o
-♦ -BHT
Taux ré
siduel d
e C
18:3
(%)
J>
a,
oa
OO
O
od
d
oo
o - ^ Canola
—*-olive
Taux ré
siduel d
e C
18:3
(%)
J>
a,
oa
OO
O
od
d
oo
o
20.00 20.00
n nn u.uu
0.00 42.87 85.74 128.61 157.19 200.06 242.93 285.80
Temps (min)
Figure 15 : L'évolution de la dégradation de l'acide linolénique (Cl8:3) en taux résiduel
(%), dans l'huile de Canola non enrichie et celle enrichie en BHT et en extrait de feuilles
d'olivier, utilisées dans la friture de pommes de terre congelées, à une température de
180°C durant cinq heures.
110
D'après l'allure des courbes de dégradation de l'huile de friture durant les cinq
heures de friture à 180°C, on peut observer, d'abord, qu'elles sont linéaires et que la
différence entre la dégradation du témoin et des huiles enrichies n'est pas significative ( une
répétition pour chaque essai)
On remarque, d'abord, surtout au début du chauffage, que plus que l'huile est
enrichie plus qu'elle présente plus d'instabilité et de fluctuation. L'huile de friture qui
contient, de ce fait, un extrait de feuilles d'olivier riches en divers composés (polyphenols,
minéraux, chlorophylles) présente des fluctuations plus considérables que celles d'une
huile non enrichie.
L'huile de Canola, sans aucun enrichissement, se dégrade, durant la friture avec
moins de variabilité. Mais vu que le processus de friture, qui est plus complexe qu'un
simple chauffage, entraîne l'implication de plus de paramètres liés à l'échange de matière
(eau, vapeur) et de chaleur (huile, frites), dans l'environnement de friture. L'ajout d'un
autre additif, comme l'extrait éthanolique des feuilles d'olivier, implique plus de variabilité
et d'échange. Différemment à la molécule de BHT, plus disponible dans le milieu, l'extrait
de feuilles d'olivier contenant du chlorophylle et d'autres minéraux, présente plus de
compétitions pour les composés phénoliques antioxydantes et donc plus d'instabilité dans
la friture.
On remarque qu'après les cinq heures de friture, l'huile change de couleur et
devient plus foncée et continue à se dégrader, différemment à l'huile enrichie en extrait de
feuille d'olivier qui présente de moins en moins de fluctuations et de dégradation. Les
autres huiles continuent à se dégrader en suivant la même pente. Il est possible de prédire
que le même comportement observé dans les tests précédents. Ceci nécessiterait de tests
supplémentaires sur une période plus longue et avec une concentration plus élevée que
0,2%.
111