Pourquoi les huiles essentielles et Hydrolat ne sont pas les seuls produits de distillation? : La HE lavande est magique

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Nous savons que la distillation est la méthode de production de l’huile essentielle et de son sous-produit, l’hydrolat ou l’eau aromatique. Mais nous oublions souvent que ce ne sont pas les seuls produits de distillation. Dans le monde phytothérapeutique, nous n'entendons pas beaucoup parler de deux autres produits: le matériel végétal résiduel et l'eau de distillation résiduelle. Ils sont très utiles du point de vue de l'environnement et posent un problème autant qu'un défi pour l'industrie de la distillation.

En fait, la distillation est une méthode très spécifique d'extraction de composés bioactifs. Outre les substances volatiles, les plantes aromatiques produisent une variété de métabolites secondaires non volatils qu'il est impossible de distiller en huile essentielle ou en hydrolat. En moyenne, environ 1% de la masse des plantes sèches est extraite par distillation, et le reste est simplement perdu et jeté.

Selon Grand View Research, la production mondiale d'huile essentielle était de 180 000 tonnes en 2015 et devrait atteindre 370 000 tonnes d'ici 2024, avec une croissance annuelle de 8,4%. Imaginez toutes les ressources nécessaires pour faire pousser des plantes et distiller de telles quantités d’huile essentielle.

En introduisant les quatre produits de distillation, mon objectif est de replacer la distillation dans un contexte plus large et de la repenser dans une perspective environnementale.

1. HUILE ESSENTIELLE

Une huile essentielle est généralement le produit principal de la distillation. Les huiles essentielles sont des mélanges de composés lipophiles volatils provenant de plantes et sont utilisées dans les industries alimentaire, pharmaceutique, cosmétique et de la parfumerie, ainsi qu'en aromathérapie. Vous pouvez en apprendre plus sur les huiles essentielles dans mon guide Comment trouver des informations fiables sur les huiles essentielles.

2. HYDROLAT

Hydrolat (hydrolat, eau aromatique) est l’eau distillée enrichie en substances volatiles. Il est trompeur de la considérer comme une eau saturée d’huile essentielle, car la composition de sa fraction aromatique (généralement entre 0,001% et 0,1%) diffère généralement un peu de l’huile essentielle correspondante. Ainsi, hydrolat est un produit de distillation indépendant.

L'industrie des huiles essentielles traitait traditionnellement les hydrolats en tant que sous-produits de la distillation, en les rejetant ou en les distillant pour augmenter le rendement en huiles essentielles. Cependant, au cours des 15 dernières années, ils ont connu une augmentation spectaculaire de leur popularité. De nombreux distillateurs à domicile, ainsi que des producteurs professionnels, les distillent comme produits principaux, destinés à être utilisés en aromathérapie et en cosmétiques naturels.

3. MATÉRIEL VÉGÉTAL RÉSIDUEL

Le matériel végétal distillé est généralement traité comme un déchet sans valeur économique. Il peut être utilisé comme aliment pour animaux, source d'énergie ou pour la reconstitution des sols. Ce dernier pose un défi spécifique, car l'activité antimicrobienne du résidu peut prolonger le temps de décomposition et affecter sa structure microbienne.

Les pailles de lavande et de lavande, par exemple, peuvent être utilisées pour le paillage autour des arbres, des vignobles et des cultures horticoles afin de maintenir l'humidité du sol et de limiter la croissance de certaines mauvaises herbes ou organismes pathogènes (Lesage-Meessen et al. 2015). Cependant, les distillateurs produisent généralement des quantités bien plus importantes que cela et tous les matériaux ne conviennent pas nécessairement au paillage.

Pour vous donner une idée de la quantité de matière dont nous parlons: un kilo de fleurs de roses fraîches produit deux kg de matière résiduelle humide. Pour un kg d'huile essentielle, nous avons besoin d'environ 3 à 4 tonnes de fleurs, ce qui donne environ 6 à 8 tonnes de matière résiduelle.

Un grand alambic pour la production d'huile essentielle de rose à l'Institut de recherche sur les rosiers, cultures essentielles et médicinales (IREMC) à Kazanlak, Bulgarie, 2010 © Petra Ratajc

En Inde seulement, environ 3 millions de tonnes de matières résiduelles sont produites chaque année, qui pourrissent et se décomposent généralement dans les champs. En raison du manque de surfaces d'élimination appropriées et des réglementations plus strictes – tout en faisant face à une demande croissante en huiles essentielles – il est clair que cela devient un problème, un fardeau non seulement pour les distilleries mais également pour l'environnement.

Patchouli a été l’une des plantes modèles pour la recherche à cet égard. Il a été démontré qu’il convenait au vermicompostage: avec la bonne combinaison de micro-organismes et de vers de terre, le matériau résiduel peut se décomposer en humus en moins de 100 jours. L'humus est riche en nutriments et en micro-organismes bénéfiques. Il peut être utilisé pour enrichir le sol en minéraux, optimiser son pH et augmenter la capacité de rétention d'eau, tout en réduisant la consommation d'engrais et de fongicides supplémentaires. Dans une expérience sur le terrain, la culture de patchouli traitée avec le vermicompost de patchouli avait un rendement en huile essentielle jusqu'à 60% supérieur à celui d'un engrais chimique standard (Singh et al. 2013).

Par ailleurs, de nombreuses substances biologiquement actives sont encore présentes dans les matières résiduelles. Ils peuvent être extraits par des méthodes d'extraction supplémentaires et utilisés, par exemple, en tant qu'antioxydants dans l'industrie alimentaire et pharmaceutique. Par exemple, les plantes de la famille des menthes (Lamiaceae) telles que le romarin, le thym, l'origan, la menthe, le basilic, la mélisse et la sauge produisent des composés phénoliques ayant un large spectre d'activité biologique:

  • Sauge résiduelle (Salvia officinalis) contient des quantités importantes de flavonoïdes précieux (apigénine et lutéoline). Ses extraits d'eau et d'éthanol conservent une activité antioxydante, antibactérienne et antifongique (Veličković et al. 2007).
  • Lavandin résiduel (Lavandula X intermedia) et spike lavender (Lavandula latifolia) sont de riches sources de composés phénoliques, tels que les acides phénoliques et les flavonoïdes, dont beaucoup sont de puissants antioxydants et des antimicrobiens (Méndez-Tovar et al. 2015; Torras-Claveria et al. 2007). 34 composants volatils ont été identifiés dans le lavandin, y compris des quantités considérables de coumarines ayant une valeur économique potentielle (Tilliacos et al. 2008).
  • Extraits de romarin résiduel (Rosmarinus officinalis), les espèces de sarriette et d'origan sont également une bonne source d'antioxydants naturels, en particulier les acides phénoliques tels que les acides caféique et rosmarinique, et un acide phénolique diterpène-carnosique (Oreopoulou et al. 2018).
  • De la sauge sclarée résiduelle (Salvia sclarea), un diterpène sclaréol peut être extrait, ce qui est un précurseur important pour la synthèse de l’ambrox, composé aromatique essentiel de l’ambre gris et un produit de base de l’industrie de la parfumerie contemporaine.

Ainsi, une approche à deux niveaux peut constituer une solution optimale: en premier lieu, l'extraction de composés utiles, puis le compostage.

Une petite distillerie est située dans la maison en face de l'église de Velo Grablje, sur l'île de Hvar, en Croatie. Hvar est un haut lieu touristique réputé pour sa beauté et la production d’huile de lavandin. À la fin de l'été, des morceaux de lavandin résiduel se trouvaient à l'arrière de la distillerie. © Petra Ratajc 2015

La nécessité d'une extraction plus efficace et respectueuse de l'environnement encourage le développement de nouvelles méthodes et technologies. De nombreuses approches alternatives sont actuellement à l'étude, telles que l'utilisation de solvants verts comme alternative aux solvants organiques traditionnels présentant des risques potentiels pour la santé et l'environnement, ou des méthodes d'extraction écoénergétiques utilisant des ultrasons, des micro-ondes, des champs électriques ou la manipulation de pression. Ces nouvelles technologies auront probablement un impact significatif sur l'industrie de l'extraction de composés naturels, ce qui est déjà le cas pour les extraits de CO2 (supercritiques).

4. EAU RÉSIDUELLE

L'eau de distillation résiduelle est principalement produite par la distillation de l'eau, où les matières végétales entrent en contact direct avec l'eau, et en moindre quantité par la distillation à la vapeur.

De grandes quantités d’eau résiduelle sont produites dans l’industrie de la distillation de la rose parce que la rose est l’une des rares usines d’importance économique majeure où la distillation de l’eau est utilisée. Chaque distillation de 500 à 1 000 kg de pétales de rose produit 4 000 litres d’eau résiduelle contenant de grandes quantités de polyphénols peu dégradables et doit donc être traitée comme un biopolluant (Rusanov et al. 2014). Cependant, une fraction extraite riche en quercétine, kaempférol et acide ellagique s'est révélée être un puissant inhibiteur de la tyrosinase et pourrait être utilisée comme ingrédient cosmétique actif pour réduire l'hyperpigmentation (Solimine, al. 2016).

La recherche de sources naturelles d’antioxydants est un domaine de recherche prospectif, intéressant principalement pour l’industrie alimentaire et cosmétique, où les deux antioxydants synthétiques communs BHA et BHT se sont révélés inappropriés pour une utilisation à long terme et peuvent même avoir une activité cancérogène.

Mielnik et ses collègues (2008) ont incorporé l'eau résiduelle de romarin, de sauge et de thym dans les marinades pour les cuisses de dinde. Les antioxydants contenus dans les résidus réduisaient l'oxydation des lipides et inhibaient le développement de flaveurs indésirables de rance dans la viande stockée. Fait intéressant, les eaux résiduelles se sont avérées être des antioxydants plus puissants que les hydrolats correspondants.

Des expériences en serre (peut-être encore plus intrigantes) (par exemple, Zheljakov et al. 2010, 2011, 2012) indiquent que les eaux résiduaires de certaines plantes aromatiques (application foliaire) peuvent influer sur la biosynthèse des terpènes ainsi que sur le rendement en huile essentielle. Par exemple, l’eau résiduelle de romarin a augmenté la synthèse de l-limonène dans la menthe poivrée, tandis que l’eau résiduelle de mélisse a réduit le menthofuran et augmenté la production d’acétate de menthyle. Bien que ces observations soient effectivement intéressantes, il est nécessaire d’expérimenter davantage pour déterminer si (et comment) la réutilisation de certaines de ces eaux peut être utilisée dans la pratique.

L'UTILISATION D'HUILES ESSENTIELLES EST-ELLE TOUJOURS RAISONNABLE?

Nous sommes facilement séduits par les données indiquant la quantité de matière végétale nécessaire pour produire un kilo ou même une goutte d’huile essentielle. Mais savons-nous aussi qu’une grande partie des bonnes choses est simplement jetée, pour ne prendre que 1% (souvent beaucoup moins) de substances volatiles?

Quand nous pensons que nous sommes conscients de notre écologie, nous avons tendance à utiliser des produits de nettoyage naturels faits à la maison, à base d’huiles essentielles, plutôt que de produits chimiques agressifs, ou que nous pouvons les consommer de façon imprudente à chaque occasion (ou que des vendeurs agressifs le conseillent ) – pensons un instant à quel point la distillation est une perte de temps.

L'épuisement des ressources naturelles en plantes médicinales et aromatiques (telles que le bois de rose, l'épeautre ou l'encens) est un grave problème en soi. Avec une prise de conscience croissante et des réglementations plus strictes, de plus en plus d'huiles essentielles proviennent de ressources renouvelables. Cependant, nous devons reconnaître que même les ressources renouvelables sont des monocultures qui rongent les écosystèmes naturels.

Mon intention n'est bien sûr pas de décourager l'utilisation d'huiles essentielles, mais plutôt d'encourager une utilisation judicieuse de celles-ci et de nous ouvrir aux nouvelles perspectives offertes par les technologies d'extraction innovantes. Nous devrions être conscients des inconvénients, mais considérer les quatre produits de distillation comme des opportunités de recherche et d’affaires.

LES RÉFÉRENCES

Lesage-Meessen, L., Bou, M., Sigoillot, J.C., Faulds, C.B., et Lomascolo, A. (2015). Huiles essentielles et pailles distillées de lavande et de lavandin: examen de l’utilisation actuelle et de ses applications potentielles en biotechnologie blanche. Microbiologie appliquée et biotechnologie, 99 (8), 3375-3385.

I. Méndez-Tovar, B. Herrero, S. Pérez-Magariño, J.A. Pereira et M.C. Manzanera (2015). Sous-produit de la distillation de l'huile essentielle de Lavandula latifolia comme source d'antioxydants. Journal of Food and Drug Analysis, 23 (2), 225-233.

Mielnik, M. B., Sem, S., Egelandsdal, B. et Skrede, G. (2008). Sous-produits de la production d’huiles essentielles à base d’herbes comme ingrédient dans la marinade pour les cuisses de dinde. LWT-Food Science and Technology, 41 (1), 93-100.

Oreopoulou, A., E. Papavassilopoulou, H., Bardouki, M., Vamvakias, A., Bimpilas et V. (2018). Récupération d'antioxydants à partir de résidus d'hydrodistillation d'espèces sélectionnées de Lamiaceae par extraction alcaline. Journal de recherche appliquée sur les plantes médicinales et aromatiques, 8, 83-89.

Rusanov, K., E. Garo, M. Rusanova, O. Fertig, M., Hamburger, I., Atanassov et V. Butterweck (2014). Récupération de polyphénols à partir d’eaux usées de distillation de l’huile de rose à l’aide de résines d’adsorption – étude pilote. Planta medica, 80 (17), 1657-1664.

Singh, R., Singh, R., Soni, S. K., Singh, S. P., Chauhan, U. K. et Kalra, A. (2013). Le lombric compost obtenu à partir de déchets de distillation biodégradés améliore les propriétés du sol et la production d'huile essentielle de Pogostemon cablin (patchouli) Benth. Ecologie du sol appliquée, 70, 48-56.

J. Solimine, E. Garo, J. Wedler, K. Rusanov, O. Fertig, M. Hamburger,… et Butterweck (2016). Composants inhibiteurs de la tyrosinase provenant d’une fraction enrichie en polyphénols d’eaux usées de distillation de l’huile de rose. Fitoterapia, 108, 13-19.

Tiliacos, C., Gaydou, E.M., Bessière, J.M. et Agnel, R. (2008). Lavandin distillé (Lavandula intermedia Emeric ex Loisel): une riche source de coumarine et de herniarin. Journal of Essential Oil Research, 20 (5), 412-413.

Torras-Claveria, L., Jauregui, O., Bastida, J., Codina, C. et Viladomat, F. (2007). Activité antioxydante et composition phénolique de déchets de lavandin (Lavandula x intermedia Emeric ex Loiseleur). Journal de la chimie agricole et alimentaire, 55 (21), 8436-8443.

Veličković, D.T., Milenović, D.M., Ristić, M.S., et Veljković, V.B. (2006). Cinétique de l'extraction par ultrasons des substances extractives de la sauge du jardin (Salvia officinalis L.) et du gluant (Salvia glutinosa L.). Sonochimie des ultrasons, 13 (2), 150-156.

Veličković, D.T., Milenović, D.M., Ristić, M.S. et Veljković, V.B. (2008). Extraction par ultrasons des résidus solides de Salvia sp. hydrodistillation d'huile essentielle. Biochemical Engineering Journal, 42 (1), 97-104.

Zheljazkov, V.D., Astatkie, T., Horgan, T. et Rogers, S.M. (2010). Effet des hormones végétales et de l'eau de distillation sur les menthes. HortScience, 45 (9), 1338-1340.

Zheljazkov, V. D., et Astatkie, T. (2011). Effet des eaux usées de distillation et des hormones végétales sur la croissance et la composition de la menthe verte. Journal de la science de l'alimentation et de l'agriculture, 91 (6), 1135-1141.

Zheljazkov, V. D., et Astatkie, T. (2012). Les eaux usées de distillation peuvent modifier la composition de l'huile de menthe poivrée (Mentha × piperita L.). Produits et cultures industriels, 36 (1), 420-426.

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