Une nouvelle approche verte pour la récupération et la stabilisation des arômes de Lavandula stoechas associant CO2 supercritique et solvants eutectiques naturels profonds

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12443 (2023) Citer cet article

Ce travail a étudié une approche verte pour obtenir et stabiliser les composés organiques volatils de Lavandula stoechas L. présentant des caractéristiques aromatiques sensorielles en utilisant des solvants alternatifs, à savoir le dioxyde de carbone supercritique (scCO2) et des solvants eutectiques profonds (DES). Les extraits de CO2 ont été dispersés dans différents mélanges DES (bétaïne:éthylène glycol (1:3), bétaïne:glycérol (1:2) et glycérol:glucose (4:1)) et leur stabilité a été contrôlée pendant 6 mois de stockage à température ambiante en surveillant le profil de l'espace de tête (HS). L'extrait de CO2 a été utilisé comme contrôle. Il a été initialement déterminé qu'il y avait une présence dominante de monoterpènes oxygénés (67,33 à 77,50 %) dans les extraits. Au cours du stockage, des modifications significatives se sont produites dans le HS des échantillons, comme la diminution des hydrocarbures terpéniques qui a également affecté la présence de terpènes oxygénés, qui a augmenté dans certains cas. De plus, la formation la plus élevée de nouveaux composants a été enregistrée dans le contrôle, ce qui pourrait être un indicateur d'une diminution de la stabilité. Les DESs-CO2 étaient plus stables que le contrôle CO2 et parmi eux, la bétaïne:éthylène glycol se distinguait comme le système le plus adéquat pour maintenir la stabilité des composants HS de L. stoechas. Pour l'estimation visuelle des similitudes et des dissemblances entre les échantillons, des approches de reconnaissance de formes chimiométriques ont été appliquées, notamment l'analyse de classification hiérarchique, l'analyse en composantes principales et la somme des différences de classement.

Divers composés organiques volatils (COV) se caractérisent par des propriétés aromatiques sensorielles et présentent une variété d'odeurs et sont autrement connus sous le nom d'odorants, de parfums ou d'arômes. Ces COV sont utilisés dans les industries alimentaires, des boissons, chimiques, cosmétiques, des parfums et pharmaceutiques1,2,3 et la demande du marché en composés aromatiques est en croissance constante. Selon Grand View Research4, la taille du marché des arômes et parfums au niveau mondial était estimée à 23,35 milliards de dollars en 2021 et devrait augmenter à un taux de croissance annuel composé de 4,3 % entre 2022 et 2030. En outre, il existe un immense besoin et une aspiration des industries à remplacer les arômes synthétiques par des arômes naturels pour maintenir leur compétitivité sur le marché, conditionné par la demande des consommateurs pour des produits naturels et par la réglementation. De plus, étant donné que l’expérience organoleptique du produit est l’un des facteurs clés déterminant son acceptation et son utilisation, les composés aromatiques jouent un rôle important dans l’économie5. En plus d'être utilisés pour réguler les caractéristiques sensorielles des produits, les composés aromatiques volatils possèdent des activités supplémentaires pertinentes sur le plan médical. Par conséquent, ils représentent des composés biologiquement actifs et importants.

En outre, la demande croissante de composants volatils d'origine naturelle crée le besoin de recherches visant à établir des solutions plus efficaces, moins coûteuses, plus simples et plus vertes pour leur réalisation, ainsi qu'à identifier de nouvelles sources renouvelables de composés volatils aromatiques naturels.

Les méthodes conventionnelles d'obtention d'arômes et de parfums naturels, telles que l'hydrodistillation et la distillation à la vapeur, la macération, l'extraction par solvant et l'enfleurage, représentent des processus présentant de nombreux inconvénients tels que la nécessité d'une purification, une utilisation inefficace des matériaux, la dégradation des composants et des processus longs3. Pour pallier ces lacunes, l’extraction supercritique du dioxyde de carbone (CO2) a été développée et sa supériorité sur les méthodes conventionnelles a été démontrée6. L'extraction au CO2 supercritique réunit plusieurs aspects bénéfiques et conditions préalables importantes pour la mise en œuvre industrielle et le maintien de la compétitivité sur le marché : (i) l'environnement : une utilisation plus efficace des matières premières naturelles est obtenue et un solvant respectueux de l'environnement est utilisé ; (ii) santé : des produits propres sans présence de solvants organiques toxiques sont obtenus ; (iii) profit : en optimisant les processus, une utilisation efficace et un rendement maximal sont obtenus avec une minimisation des dépenses de processus ; les conditions du processus peuvent être manipulées et variées en fonction du but recherché, et un fractionnement peut être effectué, ce qui peut augmenter l'utilisation du matériel végétal7,8. De plus, l’extraction au CO2 supercritique réduit le risque de dégradation qui peut souvent se produire, par exemple lors de la distillation à la vapeur9. Par conséquent, l’odeur des extraits de CO2 est plus similaire à celle de la matière végétale extraite. De plus, la stabilité et la durée de conservation plus longue des extraits de CO2 par rapport à l'huile essentielle peuvent être le résultat de la co-extraction de composants lipidiques de poids moléculaire plus élevé qui ne participent pas à la formation de l'odeur mais peuvent avoir un rôle dans la décélération. et/ou prévention de l’évaporation des COV aromatiques3.