WO2025045859A1 - Method for the ecological extraction of volatile organic compounds from fragrant plant matter by virtue of the plant fibre of ceiba pentandra - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to the field of extraction of natural scents used in cosmetics and perfumery. More particularly, the invention relates to a method for eco-extraction of volatile compounds from odorous matter using Ceiba fiber. pentandra .
- the fragrant matter is particularly plant matter such as flowers.
- Volatile solvent extraction consists of macerating flowers in an organic solvent such as cyclohexane in order to obtain a perfumed ointment/paste called “concrete”. This is then “washed” with ethanol to obtain the “absolute” which is a concentrate of odorous volatile compounds.
- hexane is a petroleum-based solvent (therefore non-renewable) which turns out to be harmful, irritating, CMR (Carcinogenic Mutagenic Reprotoxic), toxic to aquatic organisms and whose liquids and vapors are flammable.
- the present invention addresses this problem by proposing an ecological process for extracting volatile organic compounds (VOCs) from an odorous material using a plant fiber from the Ceiba species.
- pentandra including the steps of:
- the only organic solvent used during the process is absolute ethanol, a green solvent, non-toxic to humans and the environment. This makes it possible to obtain odorous products free of petrochemical solvent residues, which is an innovative result.
- the process provides access to odorous products of high olfactory quality and safe for consumers. These high added value products are intended for the fields of perfumery and cosmetics.
- the VOC capture step by kapok fiber can be carried out using two distinct methods, static extraction and dynamic extraction.
- the olfactory profile of the extracts obtained by these two methods differs from those obtained by conventional methods (extraction by organic solvents of petrochemical origin in particular), but also from each other.
- These odorous extracts are different, chemically and olfactorily, from the absolutes and concretes used by perfumers.
- the process according to the invention therefore makes it possible to offer new natural olfactory extracts that enrich the range of perfumery raw materials.
- the method according to the invention can be implemented on a large scale, the method based on dynamic extraction being particularly suitable for industrial exploitation.
- the process is applicable to any odorous material, of plant or animal origin.
- the process parameters can be adapted according to the odorous material considered in order to optimize the extraction of VOCs and the olfactory rendering of the extract. Flowers, whose odors are highly sought after, can be treated specifically according to their fragility, their fermentation speed, but also the time of harvest which will influence the characteristics of the extract obtained.
- the subject of the present invention concerns an ecological process for extracting VOCs from an odorous material using a plant fiber from the Ceiba species.
- pentandra including the steps of:
- volatile organic compounds - or VOCs - we mean compounds which, due to their physicochemical characteristics, have a very low boiling point and which can therefore evaporate easily; this is called volatility. The higher the vapor pressure of a compound, the more volatile it is.
- VOC covers a wide variety of chemical substances which have in common that they are carbon compounds and are volatile at room temperature. 80% of volatile compounds emitted into the atmosphere are of natural origin, mainly emitted by plants. All parts of a plant, i.e. the leaves, flowers and roots, can emit VOCs. In the context of the present invention, the VOCs (odorous molecules) described are emitted by flowers and are therefore of natural origin. These volatile odorous molecules are responsible for the characteristic odor of each flower. These are mainly terpene compounds (monoterpenes and sesquiterpenes), fatty acid derivatives and phenylpropanoids and benzenoids (phenylalanine and tryptophan derivatives).
- Constant VOC means any VOC originating from an odorant source other than the odorant material from which the extract is prepared.
- the washed and dried fiber is ready to be used for VOC extraction.
- the quality of the fiber as a "VOC receptacle" is based on the absence of contamination by odors other than those sought and coming from the odorous material of interest. This quality is obtained by removing the wax and then ensuring that the fiber is dried, handled, transported, stored, etc. in an environment containing a minimum, or even the absence (depending on the level of requirement applied) of contaminating VOCs. These precautions will avoid the presence of artifacts in the odorous extract obtained.
- the drying of the fiber is carried out in an environment free of contaminating VOCs.
- This absence of contaminating VOCs can be obtained for example by drying the fiber in air if it is clean (odorless), under an extractor hood, or in a clean blower.
- the capture of VOCs from the odorous material by the plant fiber can be carried out by static or dynamic extraction.
- the capture step is carried out in static conditions in a non-hermetically sealed container for a period of between 3 and 30 hours.
- the odorant is simply placed in a container with the fiber.
- the container will be closed to promote the concentration of VOCs in the enclosed space so as to optimize their capture by the fiber.
- the container will be closed in a non-hermetic manner so that air can pass through and prevent the degradation of the odorant by fermentation.
- the duration of contact between the odorous material and the fiber will be determined according to the nature of the odorous material and the desired olfactory result.
- the capture step is carried out under dynamic conditions in a reactor having a means of circulating air, namely:
- the odorous material is placed in the reactor tank, and the plant fiber is placed in a separate compartment, the whole being subjected to an air flow circulating from the odorous material to the fiber,
- the duration of contact between the odorous material and the plant fiber is between 1 hour and 5 hours.
- the means of circulating air may be a vacuum pump or any other equivalent device.
- VOC capture is faster by the dynamic extraction method than by static extraction, the air flow accelerating the passage of VOCs towards the fiber.
- This method can be considered advantageous and is more easily industrialized.
- comparative tests show that the extracts obtained are chemically and olfactorily different (see Example 4). These two methods are therefore alternatives, allowing access to qualitatively different extracts.
- the duration of contact between the odorous material and the fiber will be determined according to the nature of the odorous material and the desired olfactory result.
- the VOCs are recovered by desorption in a bath of absolute ethanol.
- the fiber is thus immersed to allow the transfer of VOCs to the absolute ethanol.
- the mixture is then filtered to recover the fiber, remove the fluffy residues from the fiber and obtain a clear extract: the ethanolic extract containing the VOCs.
- Filtration can be microfiltration or ultrafiltration, depending on the level of purity required for the intended use, this does not change the quantity/nature of VOCs present in the extract.
- the odorous ethanolic extract can be used as is.
- the process may include an additional step of evaporating the absolute ethanol at a temperature less than or equal to 40°C.
- Evaporation can be promoted using a rotary evaporator under reduced pressure (in this embodiment the pressure is calibrated at 58 mbar) and/or under nitrogen flow.
- the evaporation flow rate is preferably reduced to limit the evaporation of highly volatile odorous compounds. For example, it is possible to first use a rotary evaporator to remove most of the ethanol and then, once the amount of ethanol has been reduced, to finalize the evaporation under nitrogen flow until a dry material is obtained.
- the dry matter thus obtained can either be used as is, as a finished product, or be resuspended in absolute ethanol to obtain an absolute whose concentration is defined.
- the dry matter and absolute thus obtained are two high-quality odorous raw materials for perfumery and cosmetics.
- the starting odorant material can be a plant material or an animal material. Plant odors are particularly sought after and the process is suitable for the extraction of VOCs from plant material such as flowers, bark, resins and leaves.
- Radar diagrams grouping the olfactory descriptors of static (left) and dynamic (right) kapok extracts of Cananga odorata.
- the plant fiber used in the VOC extraction process is the fiber from the fruits of Ceiba pentandra . These were collected at the Parc de la Trinotti on Reunion Island in October and November 2021 and 2022.
- the vernacular names associated with Ceiba pentandra are Ouatier, Fromager, Kapokier, Kapok, Lovers' tree, Bois Lac, Arbre à boure, Mapou, Bois diable (Tropicos, 2023; Plantnet, 2023).
- Gender classification Ceiba Reign Plantae Sub-kingdom Viridiplantae Class Equisetopsida Subclass Magnoliidae Order Malvales Family Malvaceae Gender Ceiba
- Table 1 Taxonomy of the genus Ceiba (Tropicos, 2023).
- Ceiba pentandra is native to tropical regions of the Americas, including Central and South America.
- This tree has become pantropical and is currently present in tropical rainforests and savannahs. Thus, it is found distributed on several continents, notably in East Africa and in the forests of Southeast Asia (Indonesia, Cambodia, Philippines, Thailand). It has also been introduced to the Antilles and the Pacific Islands and is known to be invasive in certain regions of the globe.
- Ceiba pentandra is an imposing tree dominating the canopy and can reach up to 60 m in height and 2 m in diameter. Its fruits are large elliptical capsules 20 cm long. Each of them can contain 60 to 250 ovoid seeds 4 to 6 mm in diameter, surrounded by the "kapok fibers", used in the present invention. This fiber is covered with a waxy substance that makes the fruits waterproof. This configuration is particularly suitable for dispersal by wind and water.
- Kapok is a very light, yellowish-white natural plant fiber that has a texture similar to cotton. It consists of single-cell fibers that are themselves composed of cellulose (64%), pentosan (23%), and lignin (13%) on their lignocellulosic systems (Ying YT et al. , 2012; Lorelei A. et al. , 2013; Zheng Y. et al. , 2015). Kapok fiber, with low density, has a cylindrical shape, a smooth surface with a thick wax layer, and a thin cell wall (8–10 ⁇ m in diameter and 0.8–1.0 in wall thickness) (Zheng Y. et al ., 2015).
- Freshly picked (not wet) flowers were arranged in a thin layer in a crystallizer.
- the kapok fibers were then arranged so as to cover the flowers completely and homogeneously (i.e. approximately 2g of kapok fiber per 100g of flowers).
- the crystallizer was covered with aluminum foil (to limit the evaporation of volatile compounds and avoid external contamination) which is pierced to prevent the fermentation of the flowers (container closed in a non-hermetic manner).
- the crystallizer is then placed in a non-odorous place for the duration of the extraction. This generally varies between 3h and 23h and can be repeated once depending on the physical state of the flower.
- the kapok fiber was placed in an Erlenmeyer flask, then covered with absolute ethanol and stirred magnetically for 1 to 3 hours. The whole was then filtered (on filter paper) and the fiber was pressed above this filter in order to recover a maximum of ethanolic solution. Finally, the fiber was dried in a crystallizer under a hood before being stored for further use.
- the ethanol containing the volatile odorous compounds was then evaporated using a rotary evaporator.
- the bath temperature should not exceed 40 °C and the evaporation rate should be reduced to limit the evaporation of highly volatile odorous compounds. It is important to monitor the evaporation to avoid evaporating the product to dryness. A few milliliters of extract should be left in the flask, then the remainder should be transferred to an amber pillbox using a glass pipette.
- the steps for extracting VOCs in static mode using kapok fiber are presented in .
- the “dynamic” extraction was carried out using a reactor (IKA LR 1000 Basic) and is presented in .
- a reactor IKA LR 1000 Basic
- a known mass of fresh flowers (not wet) was introduced into this reactor and then the kapok fiber was inserted into a glass tube connected on one side to the reactor and on the other to the vacuum pump.
- the suction created by the pump the volatile compounds of the flowers contained in the reactor were adsorbed on the fiber.
- the extraction duration was 3 hours and can be repeated depending on the physical state of the flower.
- Sample preparation In order to be analyzed by gas chromatography and olfactory, the extracts were filtered with a PTFE filter (Sartorius stedium biotech, pore size: 0.20 ⁇ m, filter diameter 25 mm) before being dried under nitrogen flow. Then, they were diluted to 10% in absolute ethanol.
- a PTFE filter Sudden stedium biotech, pore size: 0.20 ⁇ m, filter diameter 25 mm
- GC-MS analysis Qualitative analyses of samples obtained by gas chromatography (GC) were performed on an Agilent 8890N system equipped with an SPB-5 capillary column and coupled to an Agilent 5977B mass spectrometer (MS). The system is completed by a Gerstel automatic sample changer (Liq., HS, Twister desorption).
- Carrier gas & flow rate helium, 0.5 mL/min
- Ionization mode electronic ionization
- n and n+1 number of carbon atoms of the two paraffins which surround the compound X
- GC-O/MS analysis The olfactory analysis of the samples obtained was performed on a Perkin Elmer GC system coupled in series to a SQ 8T Single Quadrupole MS mass spectrometer and a SNFR Olfactometry Port GC olfactometer. The GC oven was equipped with an Elite-5 MS capillary column. The volatile compounds were identified by comparing their mass spectra with the Nist20 database and by comparing the olfactory descriptors obtained during the analysis with those of the reference website “The Good Scents company” for a given molecule.
- Olfactory characterization is a crucial step in the development of perfumes or cosmetic products. It consists of assigning olfactory descriptors and then evaluating them.
- the extracts obtained with the two capture techniques were evaluated by an independent perfumer from Grasse and by two research engineers (specially trained for this purpose).
- the olfactory descriptors were proposed by taking into account the chemical composition of the sample and using a language specific to perfumery. Then, for each descriptor, a score from 0 to 6 was assigned in order to establish radar graphs for each extract (0 being an absence of olfactory impact and 6 being a strong olfactory impact).
- Cananga Kapok Extracts odorata were obtained using two batches of flowers picked in 2022 in Sainte-Clotilde: that of January 31 was used for the static capture technique, and that of April 28 for the dynamic capture technique.
- the static extraction was carried out for 3 hours and then for 17h30 with renewal of the kapok fibers.
- the GC-MS chromatograms are presented below and are followed by the summary tables of the compounds identified for the two extracts (with their respective contents).
- Tables 2 and 3 below report the chemical compositions of the extracts obtained by static extraction and dynamic extraction.
- Table 3 compares the chemical compositions of these same extracts obtained by static extraction and dynamic extraction with an extract by solid phase microextraction (SPME) with regard to the majority compounds.
- SPME solid phase microextraction
- Table 2 Chemical compositions (% of MS areas) and distribution by family of the molecules identified in the “static” and “dynamic” kapok extracts from Cananga smell - Majority compounds.
- Table 3 Chemical compositions (% of MS areas) and distribution by family of the majority molecules in the “static” and “dynamic” kapok extracts and SPME from Cananga smell .
- Table 4 Olfactory descriptors characterizing the “static” kapok extract and the “dynamic” kapok extract of Cananga smell .
- Table 5 Chemical compositions (% of MS areas) and intensities perceived in GC-Olfactory for the “static” and “dynamic” kapok extracts of Cananga smell - Olfactory impacts.
- Tables 4 and 5 illustrate that these two extraction methods produce extracts that are chemically and olfactorily different from those obtained by the classic SPME extraction method.
- Aromatic compounds (benzyl alcohol, benzyl acetate, methyl benzoate, benzyl benzoate, etc.) are the majority and are, for the most part, found in both extracts with similar contents. The differences between the two extracts lie in the second majority family: hydrocarbon sesquiterpenes (germacrene D, alpha-farnesene) for the static kapok extract and oxygenated monoterpenes (linalool, geranyl acetate) for the dynamic kapok extract.
- Michelia 's Kapok Extracts were obtained using two batches of flowers: those which were picked on December 27, 2021 in Saint Benoît for the static capture technique, and those which were collected on January 5, 2022 in Bras Panon for the dynamic capture technique.
- the static extraction was carried out for 3 hours and then for 17h30 with renewal of the kapok fibers.
- the GC-MS chromatograms are presented below and are followed by the summary tables of the compounds identified for the two extracts (with their respective contents).
- Table 6 Chemical compositions (% of MS areas) and distribution by family of the molecules identified in the “static” and “dynamic” kapok extracts of Michelia champaca .
- Table 7 Olfactory descriptors characterizing the “static” kapok extract and the “dynamic” kapok extract of Michelia champaca .
- Table 8 Chemical compositions (% of MS areas) and intensities perceived in GC-Olfactory for the “static” and “dynamic” kapok extracts of Michelia champaca - Olfactory impacts.
- the extracts consist mainly of aromatic compounds (> 90%), among which phenylethyl alcohol, benzene acetonitrile, indole and methyl anthranilate, which are raw materials widely used in perfumery, constitute the majority compounds.
- the olfactory characterization of the two extracts reveals that both share pink and violet floral notes ( ). However, there is a difference in the additional notes present in each extract.
- the static kapok extract has a more animalic note, which can give it a wilder feel.
- the dynamic kapok extract is dominated by an orange blossom note, which can give it a softer and more refined impression, creating unique scent profiles for each extract.
- the GC-O analyses support the results of the olfactory characterization and the GC-MS. Indeed, the pink floral note perceived very intensely in both extracts is attributed to the high content of phenylethyl alcohol (> 40%) in these 2 extracts, which is confirmed by the GC-O analyses.
- the strong animal note in the static kapok extract is justified by the presence of a significant amount of indoles in this extract, which is also corroborated by the GC-O analyses.
- the strong orange blossom note in the dynamic kapok extract is explained by the presence of a significant amount of methyl anthranilate in this extract.
- the kapok extracts of Plumeria alba were obtained using two batches of flowers from 2021: that of December 20 from Saint-Paul was used for the static capture technique, and that of December 14 from Sainte-Clotilde for the dynamic capture technique.
- the static extraction was carried out for 3 hours and then for 17 hours with renewal of the kapok fibers.
- the dynamic extraction it lasted twice for 3 hours with also a change of the fibers between the two extractions. Then, the fibers were desorbed in ethanol for 3 hours.
- the GC-MS chromatograms are presented below and are followed by the summary tables of the compounds identified for the two extracts (with their respective contents).
- Table 9 Chemical compositions (% of MS areas) and distribution by family of the molecules identified in the “static” and “dynamic” kapok extracts of Plumeria alba - Majority compounds.
- Table 10 Olfactory descriptors characterizing the “static” kapok extract and the “dynamic” kapok extract of Plumeria alba.
- Table 1 1 Chemical compositions (% of MS areas) and intensities perceived in GC-Olfactory for the “static” and “dynamic” kapok extracts of Plumeria alba - Olfactory impacts.
- Aromatic compounds (benzyl alcohol, methyl benzoate, benzyl benzoate, etc.) are predominant in both extracts but with very different contents. Indeed, the predominant compound in the dynamic kapok extract is benzyl alcohol while for the static kapok extract it is phenylethyl alcohol which is one of the predominant compounds.
- Radar charts of the two extracts show that the static kapok extract has dominant “yellow fruity” and “hyacinth” notes while the dynamic kapok extract is described as “solar floral” and “pink floral” ( ). This can be explained by differences in extraction techniques, seasonality, terroir, etc.
- Plantnet https:/identify.plantnet.org/fr/the-plant-list/species/ , accessed March 30, 2023.
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Abstract
Description
L’invention se rapporte au domaine de l’extraction des effluves naturelles utilisées en cosmétique et en parfumerie. Plus particulièrement, l’invention concerne un procédé d’éco-extraction de composés volatils à partir de matière odorante grâce à la fibre de Ceiba pentandra. La matière odorante est en particulier de la matière végétale telle que des fleurs.The invention relates to the field of extraction of natural scents used in cosmetics and perfumery. More particularly, the invention relates to a method for eco-extraction of volatile compounds from odorous matter using Ceiba fiber. pentandra . The fragrant matter is particularly plant matter such as flowers.
L’histoire des parfums remonte à l’Antiquité avec déjà l’usage de l’alambic et de matières premières brutes comme les fleurs, les plantes aromatiques ou encore les résines.The history of perfumes dates back to Antiquity with the use of the still and raw materials such as flowers, aromatic plants and resins.
Au Moyen Âge, après un recul de la parfumerie dû aux invasions barbares, la réouverture des routes commerciales romaines a permis de découvrir de nombreuses fragrances dont celles provenant des épices. De plus, la découverte de l’alcool et de la technique de distillation a dès lors grandement contribué à l’essor de la parfumerie.In the Middle Ages, after a decline in perfumery due to the barbarian invasions, the reopening of Roman trade routes allowed the discovery of many fragrances, including those from spices. In addition, the discovery of alcohol and the distillation technique greatly contributed to the rise of perfumery.
La Renaissance a été très marquée par la parfumerie, avec notamment l’utilisation de l’ambre, du musc, du jasmin et de la tubéreuse. De nouvelles matières premières (cacao, vanille, tabac, poivre et cardamome) ramenées par les grands explorateurs ont été utilisées. C’est aussi à cette époque que Paris commence à accueillir les premiers parfumeurs et les grandes maisons de parfums.The Renaissance was very marked by perfumery, with in particular the use of amber, musk, jasmine and tuberose. New raw materials (cocoa, vanilla, tobacco, pepper and cardamom) brought back by the great explorers were used. It was also at this time that Paris began to welcome the first perfumers and the great perfume houses.
Au siècle de Louis XIV, la parfumerie a été omniprésente, la production française de matières premières s’est développée avec l’installation de plantations à grande échelle de rose, de jasmin, de tubéreuse (entre autres) dans la région de Grasse. Cette ville est devenue dès lors, et est toujours aujourd’hui, la « Capitale mondiale du parfum ». Le Musée International de la Parfumerie est d’ailleurs installé à Grasse. In the century of Louis XIV, perfumery was omnipresent, French production of raw materials developed with the installation of large-scale plantations of rose, jasmine, tuberose (among others) in the Grasse region. This city then became, and still is today, the "World Capital of Perfume". The International Perfume Museum is also located in Grasse.
Au XIXème siècle, la révolution française a entraîné de nouveau un recul de la parfumerie. Mais dès le Consulat et l’Empire de Napoléon et de L’impératrice Joséphine, la parfumerie est revenue en force. In the 19th century, the French Revolution led to a further decline in perfumery. But from the Consulate and the Empire of Napoleon and Empress Josephine, perfumery came back in force.
A la fin du XIXème siècle et début du XXème, les premières industries se sont installées à Grasse (Chiris, Roure, Tournaire, Charabot, Robertet...) et les premières molécules de synthèse apparaissent. C’est le début de la parfumerie telle que nous la connaissons aujourd’hui. Depuis, on a assisté à une véritable démocratisation des parfums. Il faut noter que la parfumerie moderne s’est largement développée, elle est marquée par plusieurs tendances (fragrances mixtes, parfums de niche, parfums d’ambiance...). At the end of the 19th century and the beginning of the 20th century , the first industries were set up in Grasse (Chiris, Roure, Tournaire, Charabot, Robertet, etc.) and the first synthetic molecules appeared. This was the beginning of perfumery as we know it today. Since then, we have witnessed a real democratization of perfumes. It should be noted that modern perfumery has developed considerably, it is marked by several trends (mixed fragrances, niche perfumes, room fragrances, etc.).
Le domaine de la parfumerie a, sans conteste, toujours et encore un bel avenir en raison d’une part, des nombreuses avancées techniques qui ne cessent d’être enregistrées dans le domaine de l’extraction (extraction par fluide supercritique CO2, extractions assistées par micro-ondes et ultrasons, micro-extraction sur phase solide…) et de l’analytique (chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse et à l’olfactométrie…) et d’autre part, par l’utilisation et l’appréciation à l’échelle mondiale des parfums. En effet, deux flacons de parfums se vendent chaque seconde et le marché mondial des parfums devrait atteindre plus de 50 milliards de dollars pour l’année 2024.The field of perfumery undoubtedly still has a bright future due, on the one hand, to the many technical advances that continue to be recorded in the field of extraction (extraction by supercritical fluid CO 2 , extractions assisted by microwaves and ultrasounds, micro-extraction on solid phase, etc.) and analytics (gas chromatography coupled with mass spectrometry and olfactometry, etc.) and, on the other hand, to the use and appreciation of perfumes on a global scale. Indeed, two bottles of perfume are sold every second and the global perfume market is expected to reach more than 50 billion dollars by 2024.
Plusieurs techniques d’extraction des composés odorants ont été mises au point au fil des siècles dans l’industrie de la cosmétique et de la parfumerie. Certaines, comme l’enfleurage, ne sont peu voire plus utilisées. A contrario, l’extraction au CO2 supercritique est en pleine expansion tandis que l’hydrodistillation et l’extraction par solvant volatil sont les deux techniques les plus courantes. Several techniques for extracting odorous compounds have been developed over the centuries in the cosmetics and perfumery industry. Some, such as enfleurage, are rarely or no longer used. On the other hand , supercritical CO2 extraction is booming, while hydrodistillation and volatile solvent extraction are the two most common techniques.
L’extraction par solvant volatil consiste à faire macérer des fleurs dans un solvant organique tel que le cyclohexane afin d’obtenir une pommade/pâte parfumée appelée “concrète”. Celle-ci est ensuite “lavée” à l’éthanol pour obtenir “l’absolue” qui est un concentré de composés volatils odorants. Toutefois, cette technique présente des inconvénients. En effet, l’hexane est un solvant pétrosourcé (donc non-renouvelable) qui s’avère être nocif, irritant, CMR (Cancérogène Mutagène Reprotoxique), toxique pour les organismes aquatiques et dont les liquides et vapeurs sont inflammables.Volatile solvent extraction consists of macerating flowers in an organic solvent such as cyclohexane in order to obtain a perfumed ointment/paste called “concrete”. This is then “washed” with ethanol to obtain the “absolute” which is a concentrate of odorous volatile compounds. However, this technique has drawbacks. Indeed, hexane is a petroleum-based solvent (therefore non-renewable) which turns out to be harmful, irritating, CMR (Carcinogenic Mutagenic Reprotoxic), toxic to aquatic organisms and whose liquids and vapors are flammable.
Aussi, il est nécessaire de trouver une solution alternative plus respectueuse de l’environnement pour extraire les composés odorants présents dans les matières végétales et animales utilisées en parfumerie et cosmétique.It is therefore necessary to find a more environmentally friendly alternative solution to extract the odorous compounds present in plant and animal materials used in perfumery and cosmetics.
La présente invention répond à ce problème en proposant un procédé écologique d’extraction de composés organiques volatils (COV) à partir d’une matière odorante grâce à une fibre végétale provenant de l’espèce Ceiba pentandra comprenant les étapes de :The present invention addresses this problem by proposing an ecological process for extracting volatile organic compounds (VOCs) from an odorous material using a plant fiber from the Ceiba species. pentandra including the steps of:
- Obtention de fibre végétale entourant les fruits de l’espèce Ceiba pentandra - Obtaining plant fiber surrounding the fruits of the Ceiba species pentandra
- Élimination de la cire présente sur ladite fibre par lavage à l’éthanol absolu, puis séchage- Removal of the wax present on said fiber by washing with absolute ethanol, then drying
- Captation des COV par la mise en contact de ladite matière odorante avec ladite fibre végétale- Capture of VOCs by bringing said odorous material into contact with said plant fiber
- Désorption des COV à partir de ladite fibre végétale dans un bain d’éthanol absolu- Desorption of VOCs from said plant fiber in an absolute ethanol bath
- Filtration pour obtenir un extrait éthanolique contenant les COV- Filtration to obtain an ethanolic extract containing the VOCs
Le seul solvant organique mis en œuvre pendant le procédé est l’éthanol absolu, un solvant vert, non toxique pour l’homme et pour l’environnement. Cela permet d’obtenir des produits odorants exempts de résidus de solvant pétrochimique, ce qui est un résultat innovant. Ainsi le procédé donne accès à des produits odorants de haute qualité olfactive et sûrs pour les consommateurs. Ces produits à haute valeur ajoutée sont destinés aux domaines de la parfumerie et de la cosmétique.The only organic solvent used during the process is absolute ethanol, a green solvent, non-toxic to humans and the environment. This makes it possible to obtain odorous products free of petrochemical solvent residues, which is an innovative result. Thus, the process provides access to odorous products of high olfactory quality and safe for consumers. These high added value products are intended for the fields of perfumery and cosmetics.
L’étape de captation des COV par la fibre de kapok peut être réalisée selon deux méthodes distinctes, extraction statique et extraction dynamique. Le profil olfactif des extraits obtenus par ces deux méthodes diffère de ceux obtenus par les méthodes classiques (extraction par solvants organiques d’origine pétrochimique en particulier), mais également entre eux. Ces extraits odorants différents, chimiquement et olfactivement, des absolues et concrètes utilisées par les parfumeurs. Le procédé selon l’invention permet donc de proposer des extraits olfactifs naturels nouveaux qui viennent enrichir la palette des matières premières de parfumerie. The VOC capture step by kapok fiber can be carried out using two distinct methods, static extraction and dynamic extraction. The olfactory profile of the extracts obtained by these two methods differs from those obtained by conventional methods (extraction by organic solvents of petrochemical origin in particular), but also from each other. These odorous extracts are different, chemically and olfactorily, from the absolutes and concretes used by perfumers. The process according to the invention therefore makes it possible to offer new natural olfactory extracts that enrich the range of perfumery raw materials.
Le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre à grande échelle, le procédé reposant sur une extraction dynamique étant particulièrement adapté à une exploitation industrielle.The method according to the invention can be implemented on a large scale, the method based on dynamic extraction being particularly suitable for industrial exploitation.
Contrairement aux procédés de l’état de l’art, le procédé selon l’invention ne nécessite pas de séparation de la concrète en cires/absolues. Le produit final odorant peut être proposé sous forme de matière sèche ou d’absolue dont la concentration est maitrisée (par dissolution de la matière sèche).Unlike state-of-the-art processes, the process according to the invention does not require separation of the concrete into waxes/absolutes. The final odorous product can be offered in the form of dry matter or absolute, the concentration of which is controlled (by dissolution of the dry matter).
Après désorption, la fibre est réutilisable plusieurs fois, ce qui renforce l’aspect écologique du procédé.After desorption, the fiber can be reused several times, which reinforces the ecological aspect of the process.
Le procédé est applicable à toute matière odorante, d’origine végétale ou animale. Les paramètres du procédé peuvent être adaptés en fonction de la matière odorante considérée afin d’optimiser l’extraction des COV et le rendu olfactif de l’extrait. Les fleurs, dont les odeurs sont très recherchées, pourront être traitées de manière spécifique en fonction de leur fragilité, leur vitesse de fermentation, mais aussi du moment de récolte qui influenceront les caractéristiques de l’extrait obtenu.The process is applicable to any odorous material, of plant or animal origin. The process parameters can be adapted according to the odorous material considered in order to optimize the extraction of VOCs and the olfactory rendering of the extract. Flowers, whose odors are highly sought after, can be treated specifically according to their fragility, their fermentation speed, but also the time of harvest which will influence the characteristics of the extract obtained.
L’objet de la présente invention concerne un procédé écologique d’extraction de COV à partir d’une matière odorante grâce à une fibre végétale provenant de l’espèce Ceiba pentandra comprenant les étapes de :The subject of the present invention concerns an ecological process for extracting VOCs from an odorous material using a plant fiber from the Ceiba species. pentandra including the steps of:
- Obtention de fibre végétale entourant les fruits de l’espèce Ceiba pentandra - Obtaining plant fiber surrounding the fruits of the Ceiba species pentandra
- Élimination de la cire présente sur ladite fibre par lavage à l’éthanol absolu, puis séchage - Removal of the wax present on said fiber by washing with absolute ethanol, then drying
- Captation des COV par la mise en contact de ladite matière odorante avec ladite fibre végétale- Capture of VOCs by bringing said odorous material into contact with said plant fiber
- Désorption des COV à partir de ladite fibre végétale dans un bain d’éthanol absolu- Desorption of VOCs from said plant fiber in an absolute ethanol bath
- Filtration pour obtenir un extrait éthanolique contenant les COV- Filtration to obtain an ethanolic extract containing the VOCs
Par « composés organiques volatils - ou COV - », on entend des composés qui, du fait de leurs caractéristiques physicochimiques, ont un point d’ébullition très bas et qui peuvent donc s’évaporer facilement ; on parle de volatilité. Plus la pression de vapeur d’un composé est élevée, plus il est volatil. Ce terme COV recouvre une grande variété de substances chimiques ayant pour point commun d’être des composés du carbone et d’être volatils à température ambiante. 80% des composés volatils émis dans l’atmosphère sont d’origine naturelle principalement émis par les plantes. Toutes les parties d’un végétal c’est-à-dire les feuilles, les fleurs et les racines peuvent émettre des COV. Dans le cadre de la présente invention, les COV (molécules odorantes) décrits sont émis par les fleurs donc d’origine naturelle. Ces molécules volatiles odorantes sont responsables de l’odeur caractéristique de chaque fleur. Il s’agit principalement de composés terpéniques (monoterpènes et sesquiterpènes), de dérivés d’acides gras et de phénylpropanoïdes et benzénoïdes (dérivés de la phénylalanine et du tryptophane).By "volatile organic compounds - or VOCs -" we mean compounds which, due to their physicochemical characteristics, have a very low boiling point and which can therefore evaporate easily; this is called volatility. The higher the vapor pressure of a compound, the more volatile it is. This term VOC covers a wide variety of chemical substances which have in common that they are carbon compounds and are volatile at room temperature. 80% of volatile compounds emitted into the atmosphere are of natural origin, mainly emitted by plants. All parts of a plant, i.e. the leaves, flowers and roots, can emit VOCs. In the context of the present invention, the VOCs (odorous molecules) described are emitted by flowers and are therefore of natural origin. These volatile odorous molecules are responsible for the characteristic odor of each flower. These are mainly terpene compounds (monoterpenes and sesquiterpenes), fatty acid derivatives and phenylpropanoids and benzenoids (phenylalanine and tryptophan derivatives).
La fibre végétale utilisée dans le procédé provient du fruit de Ceiba pentandra . Il convient de récolter les fruits puis de séparer la fibre dite « fibre de kapok » de la graine. La fibre étant recouverte d’une substance cireuse, il convient d’éliminer cette cire ; cette étape est réalisée par lavage dans l’éthanol absolu. La fibre lavée est ensuite séchée. Le séchage peut être réalisée par toute méthode connue de l’homme du métier telle qu’un séchage à l’air ou dans une soufflerie, en milieu sain exempt de COV contaminants.The plant fiber used in the process comes from the Ceiba fruit pentandra . The fruits should be harvested and then the fiber called "kapok fiber" should be separated from the seed. Since the fiber is covered with a waxy substance, this wax should be removed; this step is carried out by washing in absolute ethanol. The washed fiber is then dried. Drying can be carried out by any method known to those skilled in the art, such as air drying or drying in a blower, in a healthy environment free of contaminating VOCs.
L’élimination de la cire contribue à ce que la fibre soit dépourvue de tout COV contaminant. En effet, la cire présente sur la fibre a été en contact avec de nombreux composés odorants pendant toute la phase de développement du fruit, jusqu’à sa récolte et après (transport, stockage…).The removal of wax helps ensure that the fiber is free of any contaminating VOCs. Indeed, the wax present on the fiber has been in contact with many odorous compounds throughout the fruit’s development phase, up until its harvest and after (transport, storage, etc.).
Par « COV contaminant », on entend tout COV provenant d’une autre source odorante que celle de la matière odorante à partir de laquelle on prépare l’extrait.“Contaminating VOC” means any VOC originating from an odorant source other than the odorant material from which the extract is prepared.
La fibré lavée et séchée est prête à être utilisée pour l’extraction des COV. The washed and dried fiber is ready to be used for VOC extraction.
La qualité de la fibre en tant que « réceptacle à COV », repose sur l’absence de contamination par des odeurs autres (présentes dans l’environnement) que celles recherchées et provenant de la matière odorante d’intérêt. Cette qualité est obtenue en éliminant la cire puis en s’assurant que la fibre est séchée, manipulée, transportée, conservée… dans un environnement contenant un minimum, voire l’absence (en fonction du niveau d’exigence appliqué) de COV contaminants. Ces précautions éviteront la présence d’artéfact dans l’extrait odorant obtenu.The quality of the fiber as a "VOC receptacle" is based on the absence of contamination by odors other than those sought and coming from the odorous material of interest. This quality is obtained by removing the wax and then ensuring that the fiber is dried, handled, transported, stored, etc. in an environment containing a minimum, or even the absence (depending on the level of requirement applied) of contaminating VOCs. These precautions will avoid the presence of artifacts in the odorous extract obtained.
Ainsi, dans un mode de réalisation préféré de l’invention, le séchage de la fibre est réalisé dans un environnement dépourvu de COV contaminants. Cette absence de COV contaminants peut être obtenue par exemple en séchant la fibre à l’air si celui-ci est propre (sans odeur), sous une hotte aspirante, ou dans une soufflerie propre. Thus, in a preferred embodiment of the invention, the drying of the fiber is carried out in an environment free of contaminating VOCs. This absence of contaminating VOCs can be obtained for example by drying the fiber in air if it is clean (odorless), under an extractor hood, or in a clean blower.
La captation des COV de la matière odorante par la fibre végétale peut être réalisée par extraction statique ou dynamique.The capture of VOCs from the odorous material by the plant fiber can be carried out by static or dynamic extraction.
Dans un premier mode de réalisation, l’étape de captation est réalisée en condition statique dans un contenant fermé non hermétiquement pendant une durée comprise entre 3h et 30h.In a first embodiment, the capture step is carried out in static conditions in a non-hermetically sealed container for a period of between 3 and 30 hours.
La matière odorante est simplement placée dans un récipient avec la fibre. Le contenant sera fermé pour favoriser la concentration des COV dans l’espace clos de sorte à optimiser leur captation par la fibre. Le récipient sera fermé de manière non hermétique de sorte à ce que l’air puisse passer et éviter la dégradation de la matière odorante par fermentation.The odorant is simply placed in a container with the fiber. The container will be closed to promote the concentration of VOCs in the enclosed space so as to optimize their capture by the fiber. The container will be closed in a non-hermetic manner so that air can pass through and prevent the degradation of the odorant by fermentation.
S’agissant de fleurs, on peut les placer dans le récipient et les recouvrir de fibre végétale. When it comes to flowers, you can place them in the container and cover them with plant fiber.
La durée de contact entre la matière odorante et la fibre sera déterminée en fonction de la nature de matière odorante et du rendu olfactif recherché.The duration of contact between the odorous material and the fiber will be determined according to the nature of the odorous material and the desired olfactory result.
Dans un deuxième mode de réalisation, l’étape de captation est réalisée en condition dynamique dans un réacteur disposant d’un moyen de mise en circulation d’air à savoir que : In a second embodiment, the capture step is carried out under dynamic conditions in a reactor having a means of circulating air, namely:
- la matière odorante est placée dans la cuve du réacteur, et la fibre végétale est placée dans un compartiment distinct, l’ensemble étant soumis à un flux d’air circulant de la matière odorante vers la fibre, - the odorous material is placed in the reactor tank, and the plant fiber is placed in a separate compartment, the whole being subjected to an air flow circulating from the odorous material to the fiber,
- la durée de la mise en contact de la matière odorante et de la fibre végétale est comprise entre 1h et 5h.- the duration of contact between the odorous material and the plant fiber is between 1 hour and 5 hours.
Le moyen de mise en circulation de l’air peut être une pompe à vide ou tout autre dispositif équivalent.The means of circulating air may be a vacuum pump or any other equivalent device.
La captation de COV est plus rapide par la méthode d’extraction dynamique que par extraction statique, le flux d’air accélérant le passage des COV vers la fibre. Cette méthode peut être considérée comme avantageuse et est plus facilement industrialisable. Toutefois, les essais comparatifs montrent que les extraits obtenus sont chimiquement et olfactivement différents (voir Exemple 4). Ces deux méthodes sont donc des alternatives, permettant d’accéder à des extraits qualitativement différents.VOC capture is faster by the dynamic extraction method than by static extraction, the air flow accelerating the passage of VOCs towards the fiber. This method can be considered advantageous and is more easily industrialized. However, comparative tests show that the extracts obtained are chemically and olfactorily different (see Example 4). These two methods are therefore alternatives, allowing access to qualitatively different extracts.
La durée de contact entre la matière odorante et la fibre sera déterminée en fonction de la nature de matière odorante et du rendu olfactif recherché.The duration of contact between the odorous material and the fiber will be determined according to the nature of the odorous material and the desired olfactory result.
Une fois captés par la fibre végétale, les COV sont récupérés par désorption dans un bain d’éthanol absolu. La fibre est ainsi immergée pour permettre le transfert des COV vers l’éthanol absolu. Le mélange est ensuite filtré pour récupérer la fibre, éliminer les résidus pelucheux de la fibre et obtenir un extrait clair : l’extrait éthanolique contenant les COV. Once captured by the plant fiber, the VOCs are recovered by desorption in a bath of absolute ethanol. The fiber is thus immersed to allow the transfer of VOCs to the absolute ethanol. The mixture is then filtered to recover the fiber, remove the fluffy residues from the fiber and obtain a clear extract: the ethanolic extract containing the VOCs.
La filtration peut être une microfiltration ou une ultrafiltration, selon le niveau de pureté requis pour l’utilisation envisagée, cela ne modifiant pas la quantité/nature des COV présents dans l’extrait. L’extrait éthanolique odorant peut être utilisé tel que.Filtration can be microfiltration or ultrafiltration, depending on the level of purity required for the intended use, this does not change the quantity/nature of VOCs present in the extract. The odorous ethanolic extract can be used as is.
Le procédé peut comprendre une étape supplémentaire d’évaporation de l’éthanol absolu à une température inférieure ou égale à 40°C.The process may include an additional step of evaporating the absolute ethanol at a temperature less than or equal to 40°C.
L’évaporation peut être favorisée à l’aide d’un évaporateur rotatif sous pression réduite (dans ce mode des réalisation la pression est calibrée à 58 mbars) et/ou sous flux d’azote. En pratique, le débit d'évaporation est de préférence réduit pour limiter l'évaporation de composés odorants très volatils. Il est par exemple possible d’utiliser d’abord un évaporateur rotatif pour éliminer le plus gros de l’éthanol puis, une fois la quantité d’éthanol réduite, de finaliser l’évaporation sous flux d’azote jusqu’à obtenir une matière sèche. Evaporation can be promoted using a rotary evaporator under reduced pressure (in this embodiment the pressure is calibrated at 58 mbar) and/or under nitrogen flow. In practice, the evaporation flow rate is preferably reduced to limit the evaporation of highly volatile odorous compounds. For example, it is possible to first use a rotary evaporator to remove most of the ethanol and then, once the amount of ethanol has been reduced, to finalize the evaporation under nitrogen flow until a dry material is obtained.
La matière sèche ainsi obtenue peut être soit utilisée telle que, en tant que produit fini, ou être resuspendue dans de l’éthanol absolu pour obtenir une absolue dont la concentration est définie. Matière sèche et absolue ainsi obtenus sont deux matières premières odorantes de haute qualité pour la parfumerie et la cosmétique.The dry matter thus obtained can either be used as is, as a finished product, or be resuspended in absolute ethanol to obtain an absolute whose concentration is defined. The dry matter and absolute thus obtained are two high-quality odorous raw materials for perfumery and cosmetics.
La matière odorante de départ peut être une matière végétale ou une matière animale. Les odeurs végétales sont particulièrement recherchées et le procédé est adapté à l’extraction de COV à partir de matière végétale telle que fleurs, écorces, résines et feuilles.The starting odorant material can be a plant material or an animal material. Plant odors are particularly sought after and the process is suitable for the extraction of VOCs from plant material such as flowers, bark, resins and leaves.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture des exemples qui suivent, fournis à titre d’illustration et ne devant en aucun cas être considérés comme limitant la portée de la présente invention. The present invention will be better understood from the following examples, provided for illustration purposes and in no way to be considered as limiting the scope of the present invention.
La fibre végétale utilisée dans le procédé d’extraction de COV est la fibre issue des fruits de Ceiba pentandra. Ces derniers ont été collectés au Parc de la Trinité de l’Ile de La Réunion en octobre et novembre 2021 et 2022. The plant fiber used in the VOC extraction process is the fiber from the fruits of Ceiba pentandra . These were collected at the Parc de la Trinité on Reunion Island in October and November 2021 and 2022.
Le nom scientifique de cet arbre est Ceiba pentandra (L.) Gaertn. (WFO, 2023). Cette espèce possède plusieurs synonymes selon WFO (WFO, 2023) et la Base Tropicos du Missouri Botanical Garden (Tropicos, 2023), les plus connus étant :
- Ceiba occidentalis (Spreng.) Burkill
- Bombax pentandrum L.
- Eriodendron anfractuosum DC.
- Eriodendron pentandrum (L.) Kurz
- Xylon pentandrum (L.) Kuntze
- Ceiba occidentalis (Spreng.) Burkill
- Bombax pentandrum L.
- Eriodendron anfractuosum DC.
- Eriodendron pentandrum (L.) Kurz
- Xylon pentandrum (L.) Kuntze
Les noms vernaculaires associés à Ceiba pentandra sont Ouatier, Fromager, Kapokier, Kapok, Arbre aux amoureux, Bois coton, Arbre à boure, Mapou, Bois diable (Tropicos, 2023 ; Plantnet, 2023). The vernacular names associated with Ceiba pentandra are Ouatier, Fromager, Kapokier, Kapok, Lovers' tree, Bois coton, Arbre à boure, Mapou, Bois diable (Tropicos, 2023; Plantnet, 2023).
La taxonomie du genre Ceiba est présentée dans le tableau I ci-après.The taxonomy of the genus Ceiba is presented in Table I below.
Tableau 1 : Taxonomie du genre Ceiba (Tropicos, 2023). Table 1 : Taxonomy of the genus Ceiba (Tropicos, 2023).
Ceiba pentandra est originaire des régions tropicales américaines, notamment l’Amérique centrale et l’Amérique du Sud. Ceiba pentandra is native to tropical regions of the Americas, including Central and South America.
Cet arbre est devenu pantropical et est actuellement présent dans des forêts tropicales humides et des savanes. Ainsi, on le retrouve réparti sur plusieurs continents, notamment en Afrique de l’Est et dans les forêts d’Asie du Sud-Est (Indonésie, Cambodge, Philippine, Thaïlande). Il a également été introduit aux Antilles et dans les îles du Pacifique et est connu pour être envahissant dans certaines régions du globe.This tree has become pantropical and is currently present in tropical rainforests and savannahs. Thus, it is found distributed on several continents, notably in East Africa and in the forests of Southeast Asia (Indonesia, Cambodia, Philippines, Thailand). It has also been introduced to the Antilles and the Pacific Islands and is known to be invasive in certain regions of the globe.
Dans l’archipel des Mascareignes, particulièrement à La Réunion et à Maurice, il est uniquement présent à l’état cultivé et est réparti sur une grande partie de l’île (dans les jardins, les parcs et les espaces urbains). Cependant, il est de moins en moins planté dans les jardins de particuliers car c’est un arbre qui occupe beaucoup d’espace. Il est considéré dans ces îles comme exotique et non envahissant (CBNM, 2023). In the Mascarene archipelago, particularly in Reunion and Mauritius, it is only present in a cultivated state and is distributed over a large part of the island (in gardens, parks and urban spaces). However, it is planted less and less in private gardens because it is a tree that takes up a lot of space. It is considered exotic and non-invasive in these islands (CBNM, 2023).
Ceiba pentandra est un arbre imposant dominant la canopée et pouvant atteindre jusqu’à 60 m de hauteur et 2 m de diamètre. Ses fruits sont de grandes capsules elliptiques de 20 cm de long. Chacune d’entre elles peut contenir de 60 à 250 graines ovoïdes de 4 à 6 mm de diamètre, entourées par les « fibres de kapok », utilisées dans le cadre de la présente invention. Cette fibre est recouverte d’une substance cireuse qui rend les fruits imperméables. Cette configuration est particulièrement adaptée à la dispersion par le vent et l’eau. Ceiba pentandra is an imposing tree dominating the canopy and can reach up to 60 m in height and 2 m in diameter. Its fruits are large elliptical capsules 20 cm long. Each of them can contain 60 to 250 ovoid seeds 4 to 6 mm in diameter, surrounded by the "kapok fibers", used in the present invention. This fiber is covered with a waxy substance that makes the fruits waterproof. This configuration is particularly suitable for dispersal by wind and water.
Le kapok est une fibre végétale naturelle très légère, de couleur blanche jaunâtre, qui a une texture similaire à celle du coton. Il se compose de fibres unicellulaires qui sont elles-mêmes constituées de cellulose (64 %), de pentosane (23 %) et de lignine (13 %) sur leurs systèmes lignocellulosiques (Ying Y. T. et al., 2012 ; Lorelei A. et al., 2013 ; Zheng Y. et al., 2015). La fibre de kapok, de faible densité a une forme cylindrique, une surface lisse avec une épaisse couche de cire et une paroi cellulaire mince (8-10 μm de diamètre et 0,8-1,0 d’épaisseur de paroi) (Zheng Y. et al., 2015). De plus, elle possède une structure creuse qui lui confère une forte capacité à transmettre la lumière et une porosité élevée (80 %). Toutes ces caractéristiques la distinguent des autres fibres (Zheng Y. et al., 2015). La
EE XEMPLEEXAMPLE 2 : 2: Extraction des COV Extraction of VOCs grâcegrace à la fibre de Kapokto Kapok fiber
Pour la mise en œuvre de cette technique d’éco-extraction de nouvelles senteurs, trois plantes ont été choisies : Cananga odorata (Ylang-Ylang), Michelia champaca (Champac) et Plumeria alba (Frangipanier blanc). L’extraction peut être effectuée à partir de plusieurs organes de la plante (feuilles, fleurs, fruits, etc.) mais pour cette étude nous avons choisi d’utiliser des fleurs uniquement.For the implementation of this eco-extraction technique of new scents, three plants were chosen: Cananga odorata (Ylang-Ylang), Michelia champaca (Champac) and Plumeria alba (White frangipani). The extraction can be carried out from several organs of the plant (leaves, flowers, fruits, etc.) but for this study we chose to use flowers only.
Les trois fleurs ont été collectées à La Réunion pendant leur période de floraison, entre Novembre et Avril au cours des années 2021, 2022 et 2023. The three flowers were collected in Reunion Island during their flowering period, between November and April during the years 2021, 2022 and 2023.
Il est nécessaire de traiter la fibre afin de retirer au maximum les cires présentes à la surface des fibres qui sinon se retrouveraient en trop grande quantité dans l’extrait. Pour cela, la fibre végétale a été retirée des fruits puis séparée des graines. Elle a été par la suite introduite dans un erlenmeyer et de l’éthanol a été ajouté de manière à la recouvrir totalement (soit environ 500 mL pour 2g de fibre). Le lavage a été effectué sous agitation magnétique pendant 24 heures. Après ces 24 heures, la solution a été filtrée (à l’aide d’un papier filtre) pour retirer l’alcool et la fibre lavée a été répartie dans plusieurs cristallisoirs afin de sécher. Une fois sèche, elle a été étirée afin d’augmenter sa surface de contact puis stockée dans un bocal en verre avant utilisation. Ces étapes de traitement de la fibre sont présentées à la
Extraction des composés volatils odorants et désorption des fibres dans l’Extraction of volatile odorous compounds and desorption of fibers in the EtOHEtOH
Pour les deux protocoles décrits ci-après, des fleurs ont été utilisées. Toutefois, il est tout à fait envisageable d’utiliser d’autres matières premières odorantes (résines, feuilles, racines, fruits, etc.). L’extraction des composés volatils s’effectue selon deux modes de captation : une captation dite “statique” et une autre dite “dynamique”, suivie chacune par la désorption des fibres par l’éthanol.For the two protocols described below, flowers were used. However, it is quite possible to use other odorous raw materials (resins, leaves, roots, fruits, etc.). The extraction of volatile compounds is carried out according to two capture modes: a so-called “static” capture and another so-called “dynamic” capture, each followed by the desorption of the fibers by ethanol.
Les fleurs fraîchement cueillies (et non humides) ont été disposées en fine couche dans un cristallisoir. Les fibres de kapok ont ensuite été disposées de façon à recouvrir les fleurs entièrement et de manière homogène (soit environ 2g de fibre de kapok pour 100 g de fleurs).Freshly picked (not wet) flowers were arranged in a thin layer in a crystallizer. The kapok fibers were then arranged so as to cover the flowers completely and homogeneously (i.e. approximately 2g of kapok fiber per 100g of flowers).
Ensuite, le cristallisoir a été recouvert de papier aluminium (pour limiter l'évaporation des composés volatils et éviter les contaminations extérieures) qui est percé pour éviter la fermentation des fleurs (contenant fermé de manière non hermétique). Le cristallisoir est ensuite placé dans un endroit non odorant pendant la durée de l’extraction. Celle-ci varie généralement entre 3h et 23h et peut être répétée une fois en fonction de l'état physique de la fleur. Then, the crystallizer was covered with aluminum foil (to limit the evaporation of volatile compounds and avoid external contamination) which is pierced to prevent the fermentation of the flowers (container closed in a non-hermetic manner). The crystallizer is then placed in a non-odorous place for the duration of the extraction. This generally varies between 3h and 23h and can be repeated once depending on the physical state of the flower.
Après avoir extrait les COV par captation statique, la fibre de kapok a été placée dans un erlenmeyer, puis recouverte d'éthanol absolu et mise sous agitation magnétique pendant 1 à 3 heures. Le tout a ensuite été filtré (sur papier filtre) puis la fibre a été pressée au-dessus de ce filtre afin de récupérer un maximum de solution éthanolique. Enfin, la fibre a été séchée dans un cristallisoir sous hotte avant d'être stockée pour une nouvelle utilisation.After extracting the VOCs by static capture, the kapok fiber was placed in an Erlenmeyer flask, then covered with absolute ethanol and stirred magnetically for 1 to 3 hours. The whole was then filtered (on filter paper) and the fiber was pressed above this filter in order to recover a maximum of ethanolic solution. Finally, the fiber was dried in a crystallizer under a hood before being stored for further use.
L’éthanol contenant les composés volatils odorants a ensuite été évaporé à l’aide d’un évaporateur rotatif. La température du bain ne doit pas dépasser 40 °C et le débit d'évaporation doit être réduit pour limiter l'évaporation de composés odorants très volatils. Il est important de surveiller l'évaporation pour éviter d'évaporer le produit à sec. Il convient de laisser quelques millilitres d'extrait dans le ballon, puis de transvaser, à l'aide d'une pipette en verre, le reste dans un pilulier ambré. Les étapes d’extraction des COV en mode statique par la fibre de kapok sont présentées à la
L’extraction “dynamique” a été réalisée à l’aide d’un réacteur (IKA LR 1000 Basic) et est présentée à la
L'étape de désorption de la fibre odorante avec l’éthanol ainsi que l’évaporation de ce dernier sont les mêmes que pour l'extraction “statique”. The step of desorption of the odorous fiber with ethanol as well as the evaporation of the latter are the same as for “static” extraction.
Les échantillons obtenus, à partir des deux modes d’extraction, ont été ensuite séchés sous flux d’azote pour le calcul du rendement, puis conservés au frais (4 °C) dans l’attente de leur analyse.The samples obtained from both extraction methods were then dried under nitrogen flow to calculate the yield, then kept cool (4°C) pending analysis.
EXEMPLEEXAMPLE 3 : 3: Méthodes pour la cMethods for c aractérischaracteristics ationation des extraitsexcerpts odorants odorous obtenus obtained
Préparation des échantillons : Afin d’être analysés par chromatographie gazeuse et olfactivement, les extraits ont été filtrés avec un filtre PTFE (Sartorius stedium biotech, tailles des pores : 0,20 μm, diamètre du filtre 25 mm) avant d’être séchés sous flux d’azote. Ensuite, ils ont été dilués à 10 % dans l’éthanol absolu. Sample preparation : In order to be analyzed by gas chromatography and olfactory, the extracts were filtered with a PTFE filter (Sartorius stedium biotech, pore size: 0.20 μm, filter diameter 25 mm) before being dried under nitrogen flow. Then, they were diluted to 10% in absolute ethanol.
Analyse par GC-MS : Les analyses qualitatives des échantillons obtenus par chromatographie gazeuse (GC) ont été réalisées sur un système Agilent 8890N équipé d’une colonne capillaire SPB-5 et couplé à un spectromètre de masse (MS) Agilent 5977B. Le système est complété par un passeur automatique d'échantillons Gerstel (Liq ., HS, Twister desorption). GC-MS analysis : Qualitative analyses of samples obtained by gas chromatography (GC) were performed on an Agilent 8890N system equipped with an SPB-5 capillary column and coupled to an Agilent 5977B mass spectrometer (MS). The system is completed by a Gerstel automatic sample changer (Liq., HS, Twister desorption).
Les conditions d’analyse sont détaillées ci-dessous : The analysis conditions are detailed below:
Colonne : SPB-5 (L = 60 m, di = 0,32 mm, e = 0,25 μm)Column: SPB-5 (L = 60 m, di = 0.32 mm, e = 0.25 μm)
Gaz vecteur & débit : hélium, 0,5 mL/minCarrier gas & flow rate: helium, 0.5 mL/min
Type d’injecteur : Split / Splitless (SSL)Injector type: Split / Splitless (SSL)
Mode d’injection : SplitlessInjection mode: Splitless
Température de l’injecteur : 250 °CInjector temperature: 250°C
Volume injecté : 5 μLInjected volume: 5 μL
Programmation de la température : de 60 °C à 250 °C (à 4 °C/min) avec un palier final de 15 minTemperature programming: from 60°C to 250°C (at 4°C/min) with a final level of 15 min
Runtime : 62,5 minRuntime: 62.5 min
Mode d’ionisation : ionisation électroniqueIonization mode: electronic ionization
Courant d’ionisation : 70 eVIonization current: 70 eV
Gamme de masse : 30 à 300 umaMass range: 30 to 300 amu
Une table d’alcanes (C8 à C22) a été injectée dans les mêmes conditions afin de calculer les Indices de Rétention Relatifs (IRR) de chaque composé. L’IRR a été calculé selon l'équation suivante définie en programmation de température :A table of alkanes (C8 to C22) was injected under the same conditions in order to calculate the Relative Retention Indices (RRI) of each compound. The RRI was calculated according to the following equation defined in temperature programming:
Avec :With :
X : composé à identifierX: compound to be identified
C : hydrocarbureC: hydrocarbon
n et n+1 : nombre d’atomes de carbone des deux paraffines qui encadrent le composé Xn and n+1: number of carbon atoms of the two paraffins which surround the compound X
t(X): temps de rétention du composé Xt(X): retention time of compound X
t(Cn) et t(Cn+1) : temps de rétention des deux paraffines encadrant le composé X t(C n ) and t(C n+1 ): retention time of the two paraffins surrounding compound X
Afin d'identifier les molécules présentes dans les extraits, deux paramètres ont été pris en compte. Il s’agit des spectres de masse et des indices de rétention (IRR) calculés de chaque composé. Ces derniers ont été comparés à ceux des bases de données Nist02 et Wiley7n et de la littérature (Adams, 2017). L’identification a été validée si l’IRR expérimental est proche de celui des bases de données et si les spectres de masses sont identiques. In order to identify the molecules present in the extracts, two parameters were taken into account. These are the mass spectra and the calculated retention indices (IRR) of each compound. The latter were compared to those of the Nist02 and Wiley7n databases and the literature (Adams, 2017). The identification was validated if the experimental IRR is close to that of the databases and if the mass spectra are identical.
Les teneurs (en pourcentage) de chaque molécule ont été obtenues avec le spectromètre de masse (MS). L’intégralité du chromatogramme est intégrée par un logiciel de retraitement. Ainsi, les teneurs sont calculées en effectuant le rapport (en %) entre l’aire du pic de la molécule d'intérêt et l'aire totale du chromatogramme. The contents (in percentage) of each molecule were obtained with the mass spectrometer (MS). The entire chromatogram is integrated by reprocessing software. Thus, the contents are calculated by calculating the ratio (in %) between the peak area of the molecule of interest and the total area of the chromatogram.
Analyse par GC-O/MS : L’analyse olfactive des échantillons obtenus a été réalisée sur un système GC Perkin Elmer couplé en série à un spectromètre de masse SM Simple quadripôle SQ 8T et un olfactomètre GC SNFR Olfactometry Port. Le four du GC était équipé d’une colonne capillaire Elite-5 MS. Les composés volatils ont été identifiés par comparaison de leurs spectres de masse avec la banque de données Nist20 et par comparaison des descripteurs olfactifs obtenus pendant l’analyse avec ceux du site web de référence « The Good Scents company » pour une molécule donnée. GC-O/MS analysis : The olfactory analysis of the samples obtained was performed on a Perkin Elmer GC system coupled in series to a SQ 8T Single Quadrupole MS mass spectrometer and a SNFR Olfactometry Port GC olfactometer. The GC oven was equipped with an Elite-5 MS capillary column. The volatile compounds were identified by comparing their mass spectra with the Nist20 database and by comparing the olfactory descriptors obtained during the analysis with those of the reference website “The Good Scents company” for a given molecule.
Pendant l’analyse au GC-O, les intensités olfactives ont également été relevées (légère, moyenne, forte, très forte). During the GC-O analysis, the olfactory intensities were also recorded (light, medium, strong, very strong).
La caractérisation olfactive est une étape cruciale dans le développement de parfums ou de produits cosmétiques. Elle consiste à attribuer des descripteurs olfactifs puis à les évaluer.Olfactory characterization is a crucial step in the development of perfumes or cosmetic products. It consists of assigning olfactory descriptors and then evaluating them.
Dans ce cas de figure, les extraits obtenus avec les deux techniques de captation ont été évalués par une parfumeuse indépendante de Grasse et par deux ingénieures de recherche (spécialement formées à cet effet). Les descripteurs olfactifs ont été proposés en prenant en compte la composition chimique de l’échantillon et en utilisant un langage spécifique à la parfumerie. Puis, pour chaque descripteur, une note de 0 à 6 a été attribuée afin d'établir des graphiques en radar pour chaque extrait (0 étant une absence de d’impact olfactif et 6 étant un fort impact olfactif).In this case, the extracts obtained with the two capture techniques were evaluated by an independent perfumer from Grasse and by two research engineers (specially trained for this purpose). The olfactory descriptors were proposed by taking into account the chemical composition of the sample and using a language specific to perfumery. Then, for each descriptor, a score from 0 to 6 was assigned in order to establish radar graphs for each extract (0 being an absence of olfactory impact and 6 being a strong olfactory impact).
E XEMPLE 4 : Caractérisation des COV obtenus par les deux méthodes d’extraction, statique et dynamique pour 3 espèces de fleurs différentes EXAMPLE 4 : Characterization of VOCs obtained by the two extraction methods, static and dynamic, for 3 different flower species
La nouvelle technique d’extraction des COV odorants, avec les deux modes de captation “statique” et “dynamique” a été appliquée sur trois fleurs : Cananga odorata , Michelia champaca et Plumeria alba. L'extraction a été réalisée en triplicat pour vérifier la reproductibilité de la technique et valider les résultats. Cependant, seuls les résultats de l’analyse d’un seul extrait “statique” et “dynamique” sont présentés pour chaque fleur.The new technique for extracting odorous VOCs, with two modes of capture “static” and “dynamic” was applied to three flowers: Cananga odorata , Michelia champaca and Plumeria alba . The extraction was carried out in triplicate to verify the reproducibility of the technique and validate the results. However, only the results of the analysis of a single “static” and “dynamic” extract are presented for each flower.
Etude des composés volatils issus des fleurs de Study of volatile compounds from flowers of Cananga odorataCananga odorata
Les extraits au kapok de Cananga odorata ont été obtenus en utilisant deux lots de fleurs cueillies en 2022 à Sainte-Clotilde : celui du 31 janvier a été utilisé pour la technique de captation statique, et celui du 28 avril pour la technique de captation dynamique. Cananga Kapok Extracts odorata were obtained using two batches of flowers picked in 2022 in Sainte-Clotilde: that of January 31 was used for the static capture technique, and that of April 28 for the dynamic capture technique.
L’extraction statique a été effectuée pendant 3 heures puis pendant 17h30 avec renouvellement des fibres de kapok. Quant à l’extraction dynamique, elle a duré deux fois 3 heures avec également un changement des fibres entre les deux extractions. Ensuite, les fibres ont été désorbées dans l'éthanol pendant 3 heures. Les chromatogrammes GC-MS sont présentés ci-après et sont suivis des tableaux récapitulatifs des composés identifiés pour les deux extraits (avec leurs teneurs respectives).The static extraction was carried out for 3 hours and then for 17h30 with renewal of the kapok fibers. As for the dynamic extraction, it lasted twice 3 hours with also a change of the fibers between the two extractions. Then, the fibers were desorbed in ethanol for 3 hours. The GC-MS chromatograms are presented below and are followed by the summary tables of the compounds identified for the two extracts (with their respective contents).
Les résultats obtenus selon les deux méthodes d’extraction, statique et dynamique, sont présentés aux figures 5 et 6 respectivement sous forme de chromatogrammes. The results obtained using the two extraction methods, static and dynamic, are presented in Figures 5 and 6 respectively in the form of chromatograms.
Les tableaux 2 et 3 ci-dessous rapportent les compositions chimiques des extraits obtenus par extraction statique et extraction dynamique. Le Tableau 3 compare les compositions chimiques de ces mêmes extraits obtenus par extraction statique et extraction dynamique avec un extrait par microextraction sur phase solide (SPME) en ce qui concerne les composés majoritaires.Tables 2 and 3 below report the chemical compositions of the extracts obtained by static extraction and dynamic extraction. Table 3 compares the chemical compositions of these same extracts obtained by static extraction and dynamic extraction with an extract by solid phase microextraction (SPME) with regard to the majority compounds.
010222010222
280422280422
Tableau 2 : Compositions chimiques (% d’aires MS) et répartition par famille des molécules identifiées dans les extraits au kapok “statique” et “dynamique” de Cananga odorata - Composés majoritaires. Table 2 : Chemical compositions (% of MS areas) and distribution by family of the molecules identified in the “static” and “dynamic” kapok extracts from Cananga smell - Majority compounds.
010222010222
280422280422
Tableau 3 : Compositions chimiques (% d’aires MS) et répartition par famille des molécules majoritaires dans les extraits au kapok “statique” et “dynamique” et SPME de Cananga odorata . Table 3 : Chemical compositions (% of MS areas) and distribution by family of the majority molecules in the “static” and “dynamic” kapok extracts and SPME from Cananga smell .
La
Valeurs allant de 0 (absence d’impact) à 6 (très fort impact olfactif)Values ranging from 0 (no impact) to 6 (very strong olfactory impact)
Tableau 4 : Descripteurs olfactifs caractérisant l’extrait au kapok “statique” et l’extrait au kapok “dynamique” de Cananga odorata . Table 4 : Olfactory descriptors characterizing the “static” kapok extract and the “dynamic” kapok extract of Cananga smell .
CG-OCG-O
CG-SMCG-SM
CG-OCG-O
Tableau 5 : Compositions chimiques (% d’aires MS) et intensités perçues en GC-Olfactif pour les extraits au kapok “statique” et “dynamique” de Cananga odorata - Impacts olfactifs. Table 5 : Chemical compositions (% of MS areas) and intensities perceived in GC-Olfactory for the “static” and “dynamic” kapok extracts of Cananga smell - Olfactory impacts.
Les résultats présentés pour les deux extraits au kapok prouvent l’efficacité de la technique. En effet, des composés odorants ont été identifiés dans tous les extraits obtenus. The results presented for the two kapok extracts prove the effectiveness of the technique. Indeed, odorous compounds were identified in all the extracts obtained.
Les Tableaux 4 et 5 illustrent le fait que ces deux méthodes d’extraction permettent d’obtenir des extraits chimiquement et olfactivement différents de ceux obtenus par la méthode classique d’extraction SPME. Tables 4 and 5 illustrate that these two extraction methods produce extracts that are chemically and olfactorily different from those obtained by the classic SPME extraction method.
Les composés aromatiques (alcool benzylique, acétate de benzyle, benzoate de méthyle, benzoate de benzyle, etc.) sont majoritaires et sont, pour la plupart, retrouvés dans les deux extraits avec des teneurs proches. Les différences entre les deux extraits résident dans la deuxième famille majoritaire : les sesquiterpènes hydrocarbonés (germacrène D, alpha-farnésène) pour l’extrait au kapok statique et les monoterpènes oxygénés (linalol, acétate de géranyle) pour l’extrait au kapok dynamique.Aromatic compounds (benzyl alcohol, benzyl acetate, methyl benzoate, benzyl benzoate, etc.) are the majority and are, for the most part, found in both extracts with similar contents. The differences between the two extracts lie in the second majority family: hydrocarbon sesquiterpenes (germacrene D, alpha-farnesene) for the static kapok extract and oxygenated monoterpenes (linalool, geranyl acetate) for the dynamic kapok extract.
Ces disparités sont aussi perçues olfactivement. En effet, les diagrammes en radar des deux extraits montrent que l’extrait au kapok statique a des notes “épicées chaudes” et “florales solaires” dominantes alors que l’extrait au kapok dynamique est moins “riche” olfactivement (
Etude des composés volatils issus des fleurs de Study of volatile compounds from flowers of MicheliaMichelia champacachampaca
Les extraits au kapok de Michelia champaca ont été obtenus en utilisant deux lots de fleurs : celles qui ont été cueillies le 27 décembre 2021 à Saint Benoît pour la technique de captation statique, et celles qui ont été collectées le 05 Janvier 2022 à Bras Panon pour la technique de captation dynamique. Michelia 's Kapok Extracts champaca were obtained using two batches of flowers: those which were picked on December 27, 2021 in Saint Benoît for the static capture technique, and those which were collected on January 5, 2022 in Bras Panon for the dynamic capture technique.
L’extraction statique a été effectuée pendant 3 heures puis pendant 17h30 avec renouvellement des fibres de kapok. Quant à l’extraction dynamique, elle a duré deux fois 3 heures avec également un changement des fibres entre les deux extractions. Ensuite, les fibres ont été désorbées dans l'éthanol pendant 3 heures. Les chromatogrammes GC-MS sont présentés ci-après et sont suivis des tableaux récapitulatifs des composés identifiés pour les deux extraits (avec leurs teneurs respectives).The static extraction was carried out for 3 hours and then for 17h30 with renewal of the kapok fibers. As for the dynamic extraction, it lasted twice 3 hours with also a change of the fibers between the two extractions. Then, the fibers were desorbed in ethanol for 3 hours. The GC-MS chromatograms are presented below and are followed by the summary tables of the compounds identified for the two extracts (with their respective contents).
Les résultats obtenus selon les deux méthodes d’extraction, statique et dynamique, sont présentés aux figures 9 et 10 respectivement sous forme de chromatogrammes. The results obtained using the two extraction methods, static and dynamic, are presented in Figures 9 and 10 respectively in the form of chromatograms.
Tableau 6 : Compositions chimiques (% d’aires MS) et répartition par famille des molécules identifiées dans les extraits au kapok “statique” et “dynamique” de Michelia champaca . Table 6 : Chemical compositions (% of MS areas) and distribution by family of the molecules identified in the “static” and “dynamic” kapok extracts of Michelia champaca .
La
Valeurs allant de 0 (absence d’impact) à 6 (très fort impact olfactif)Values ranging from 0 (no impact) to 6 (very strong olfactory impact)
Tableau 7 : Descripteurs olfactifs caractérisant l’extrait au kapok “statique” et l’extrait au kapok “dynamique” de Michelia champaca . Table 7 : Olfactory descriptors characterizing the “static” kapok extract and the “dynamic” kapok extract of Michelia champaca .
GC-OGC-O
GC-OGC-O
Composés ayant un impact olfactif dans l’extrait au kapok statique et/ou dynamique (en gras).Compounds with olfactory impact in static and/or dynamic kapok extract (in bold).
Tableau 8: Compositions chimiques (% d’aires MS) et intensités perçues en GC-Olfactif pour les extraits au kapok “statique” et “dynamique” de Michelia champaca - Impacts olfactifs. Table 8 : Chemical compositions (% of MS areas) and intensities perceived in GC-Olfactory for the “static” and “dynamic” kapok extracts of Michelia champaca - Olfactory impacts.
L'analyse des deux extraits de Michelia champaca en utilisant une nouvelle technique d'extraction a permis d'identifier plus de 95 % de leur composition. Les extraits sont constitués principalement de composés aromatiques (> 90 %), parmi lesquels l’alcool phényléthylique, le benzène acétonitrile, l’indole et l’anthranilate de méthyle, qui sont des matières premières très utilisées en parfumerie, constituent les composés majoritaires.Analysis of the two extracts from Michelia champaca using a new extraction technique has allowed to identify more than 95% of their composition. The extracts consist mainly of aromatic compounds (> 90%), among which phenylethyl alcohol, benzene acetonitrile, indole and methyl anthranilate, which are raw materials widely used in perfumery, constitute the majority compounds.
Malgré les différences observées dans les profils chromatographiques des deux échantillons, les composés majoritaires sont identiques mais leurs concentrations restent légèrement variables. Toutefois, l'extraction en mode statique a généré un extrait plus concentré en composés que celle réalisée en mode dynamique. Cette disparité peut s'expliquer par le fait que la fibre est en contact direct avec les fleurs lors de l'extraction statique.Despite the differences observed in the chromatographic profiles of the two samples, the major compounds are identical but their concentrations remain slightly variable. However, the extraction in static mode generated an extract more concentrated in compounds than that carried out in dynamic mode. This disparity can be explained by the fact that the fiber is in direct contact with the flowers during the static extraction.
La caractérisation olfactive des deux extraits révèle que les deux partagent des notes florales rose et violette (
Les analyses GC-O (Tableau 8) confortent les résultats de la caractérisation olfactive et de la GC-MS. En effet, la note florale rose perçue de façon très intense dans les deux extraits, est attribuée à la teneur élevée en alcool phényléthylique (> 40 %) dans ces 2 extraits, ce qui est confirmé par les analyses GC-O. La forte note animale dans l’extrait au kapok statique est justifiée par la présence d'une quantité importante d'indoles dans cet extrait, ce qui est également corroboré par les analyses GC-O. De même, la forte note de fleur d'oranger dans l'extrait au kapok dynamique est expliquée par la présence d'une quantité importante d'anthranilate de méthyle dans cet extrait.The GC-O analyses (Table 8) support the results of the olfactory characterization and the GC-MS. Indeed, the pink floral note perceived very intensely in both extracts is attributed to the high content of phenylethyl alcohol (> 40%) in these 2 extracts, which is confirmed by the GC-O analyses. The strong animal note in the static kapok extract is justified by the presence of a significant amount of indoles in this extract, which is also corroborated by the GC-O analyses. Similarly, the strong orange blossom note in the dynamic kapok extract is explained by the presence of a significant amount of methyl anthranilate in this extract.
EtudeStudy des composés volatils issus des fleurs de volatile compounds from flowers of PlumeriaPlumeria albaalba
Les extraits au kapok de Plumeria alba ont été obtenus en utilisant deux lots de fleurs de 2021 : celui du 20 décembre de Saint-Paul a été utilisé pour la technique de captation statique, et celui du 14 décembre de Sainte-Clotilde pour la technique de captation dynamique.The kapok extracts of Plumeria alba were obtained using two batches of flowers from 2021: that of December 20 from Saint-Paul was used for the static capture technique, and that of December 14 from Sainte-Clotilde for the dynamic capture technique.
L’extraction statique a été effectuée pendant 3 heures puis pendant 17h avec renouvellement des fibres de kapok. Quant à l’extraction dynamique, elle a duré deux fois 3 heures avec également un changement des fibres entre les deux extractions. Ensuite, les fibres ont été désorbées dans l'éthanol pendant 3 heures. Les chromatogrammes GC-MS sont présentés ci-après et sont suivis des tableaux récapitulatifs des composés identifiés pour les deux extraits (avec leurs teneurs respectives).The static extraction was carried out for 3 hours and then for 17 hours with renewal of the kapok fibers. As for the dynamic extraction, it lasted twice for 3 hours with also a change of the fibers between the two extractions. Then, the fibers were desorbed in ethanol for 3 hours. The GC-MS chromatograms are presented below and are followed by the summary tables of the compounds identified for the two extracts (with their respective contents).
Les résultats obtenus selon les deux méthodes d’extraction, statique et dynamique, sont présentés aux Figures 13 et 14 respectivement sous forme de chromatogrammes. The results obtained using the two extraction methods, static and dynamic, are presented in Figures 13 and 14 respectively in the form of chromatograms.
Tableau 9 : Compositions chimiques (% d’aires MS) et répartition par famille des molécules identifiées dans les extraits au kapok “statique” et “dynamique” de Plumeria alba - Composés majoritaires. Table 9 : Chemical compositions (% of MS areas) and distribution by family of the molecules identified in the “static” and “dynamic” kapok extracts of Plumeria alba - Majority compounds.
La
Valeurs allant de 0 (absence d’impact) à 6 (très fort impact olfactif)Values ranging from 0 (no impact) to 6 (very strong olfactory impact)
Tableau 10 : Descripteurs olfactifs caractérisant l’extrait au kapok “statique” et l’extrait au kapok “dynamique” de Plumeria alba. Table 10 : Olfactory descriptors characterizing the “static” kapok extract and the “dynamic” kapok extract of Plumeria alba.
CG-OCG-O
CG-OCG-O
Composés ayant un impact olfactif dans l’extrait au kapok statique et/ou dynamique (en gras).Compounds with olfactory impact in static and/or dynamic kapok extract (in bold).
Tableau 1 1 : Compositions chimiques (% d’aires MS) et intensités perçues en GC-Olfactif pour les extraits au kapok “statique” et “dynamique” de Plumeria alba - Impacts olfactifs. Table 1 1 : Chemical compositions (% of MS areas) and intensities perceived in GC-Olfactory for the “static” and “dynamic” kapok extracts of Plumeria alba - Olfactory impacts.
Les résultats présentés pour les deux extraits au kapok prouvent l’efficacité de la technique : des composés odorants ont été identifiés dans tous les extraits obtenus. The results presented for the two kapok extracts prove the effectiveness of the technique: odorous compounds were identified in all the extracts obtained.
Les composés aromatiques (alcool benzylique, benzoate de méthyle, benzoate de benzyle, etc.) sont majoritaires dans les deux extraits mais avec des teneurs très différentes. En effet, le composé majoritaire dans l’extrait au kapok dynamique est l’alcool benzylique alors que pour l’extrait au kapok statique c’est l’alcool phényléthylique qui est un des composés majoritaires.Aromatic compounds (benzyl alcohol, methyl benzoate, benzyl benzoate, etc.) are predominant in both extracts but with very different contents. Indeed, the predominant compound in the dynamic kapok extract is benzyl alcohol while for the static kapok extract it is phenylethyl alcohol which is one of the predominant compounds.
Ces disparités sont aussi perçues olfactivement. Les diagrammes en radar des deux extraits montrent que l’extrait au kapok statique a des notes “fruitées jaunes” et “jacinthe” dominantes alors que l’extrait au kapok dynamique est décrit comme “floral solaire” et “floral rose” (
Abdullah M. A. et al. Physicochemical and sorption characteristics of Malaysian Ceiba pentandra (L.) Gaertn. as a natural oil sorbent. Journal of Hazardous Materials. 177(1‐3). p 683‐691. 2010. Abdullah MA et al . Physicochemical and sorption characteristics of Malaysian Ceiba pentandra (L.) Gaertn. as a natural oil sorbent. Journal of Hazardous Materials. 177(1‐3). p. 683-691. 2010.
Alma L. M. J. et al. Kapok (Ceiba pentandra (L.) Gaertn.) Fibers Packed in Nylon Nets as Sorbent for Diesel Oil Spill and its ex-situ Bioremediation. Journal of Environmental Science and Management 16(1). p 72-8. 2013. Alma LMJ et al . Kapok ( Ceiba pentandra (L.) Gaertn.) Fibers Packed in Nylon Nets as Sorbent for Diesel Oil Spill and its ex-situ Bioremediation. Journal of Environmental Science and Management 16(1). pp. 72-8. 2013.
CBNM, Conservatoire botanique des Mascarins, https:/www.cbnm.org/, consulté le 30 Mars 2023 CBNM , Mascarins Botanical Conservatory, https:/www.cbnm.org/ , accessed March 30, 2023
Gribel R. et al. Flowering phenology and pollination biology of Ceiba pentandra (Bombacaceae) in Central Amazonia ». Journal of Tropical Ecology. 15(3), p 247‐263. 1999. Gribel R. et al . Flowering phenology and pollination biology of Ceiba pentandra (Bombacaceae) in Central Amazonia”. Journal of Tropical Ecology. 15(3), p. 247‐263. 1999.
Hori K. et al. Excellent oil absorbent kapok Ceiba pentandra (L.) Gaertn. fiber: fiber structure, chemical characteristics, and application. Journal of Wood Science. 46(5), p 401‐404. 2000. Hori K. et al . Excellent oil absorbent kapok Ceiba pentandra (L.) Gaertn. fiber: fiber structure, chemical characteristics, and application. Journal of Wood Science. 46(5), p. 401-404. 2000.
Lim T. T. et al. Evaluation of hydrophobicity/oleophilicity of kapok and its performance in oily water filtration: Comparison of raw and solvent-treated fibers. Industrial Crops and Products. 26(2). p 125-134. 2007. Lim TT et al . Evaluation of hydrophobicity/oleophilicity of kapok and its performance in oily water filtration: Comparison of raw and solvent-treated fibers. Industrial Crops and Products. 26(2). pp. 125-134. 2007.
Plantnet, https:/identify.plantnet.org/fr/the-plant-list/species/, consulté le 30 Mars 2023. Plantnet , https:/identify.plantnet.org/fr/the-plant-list/species/ , accessed March 30, 2023.
Soumendra K., Inflorescence in Plants: 3 Important Types (With Diagram). Biology Discussion. 2015. Soumendra K., Inflorescence in Plants: 3 Important Types (With Diagram). Biology Discussion. 2015.
Tropicos, https:/www.tropicos.org/home, consulté le 30 Mars 2023 Tropicos , https:/www.tropicos.org/home , accessed March 30, 2023
Wang J. et al. Coated kapok fiber for removal of spilled oil. Marine Pollution Bulletin. 69(1-2). p 91-96. 2013. Wang J. et al . Coated kapok fiber for removal of spilled oil. Marine Pollution Bulletin. 69(1-2). pp. 91-96. 2013.
Wang J. et al. Superhydrophobic kapok fiber oil-absorbent: Preparation and high oil absorbency. Chemical Engineering Journal. 213. p 1-7. 2012. Wang J. et al . Superhydrophobic kapok fiber oil-absorbent: Preparation and high oil absorbency. Chemical Engineering Journal. 213. pp. 1-7. 2012.
WFO, The World Flora Online, http:/www.worldfloraonline.org/, consulté le 30 Mars 2023 WFO , The World Flora Online, http:/www.worldfloraonline.org/ , accessed March 30, 2023
Woodward C. L. The Ceiba Tree. 2009. Woodward CL The Ceiba Tree. 2009.
Xiang H. et al. Investigation on sound absorption properties of kapok fibers. Chinese Journal of Polymer Science. 31(3). p 521-529. 2013. Xiang H. et al . Investigation on sound absorption properties of kapok fibers. Chinese Journal of Polymer Science. 31(3). pp. 521-529. 2013.
Ying Y. T. et al. Potential of Ceiba pentandra (L.) Gaertn. (kapok fiber) as a resource for second generation bioethanol: Effect of various simple pretreatment methods on sugar production. Bioresource Technology. 116. p 536-539. 2012. Ying YT et al . Potential of Ceiba pentandra (L.) Gaertn. (kapok fiber) as a resource for second generation bioethanol: Effect of various simple pretreatment methods on sugar production. Bioresource Technology. 116. pp. 536-539. 2012.
Zheng Y. et al. Research and application of kapok fiber as an absorbing material: A mini review. Journal of Environmental Sciences. 27. p. 21‐32. 2015. Zheng Y. et al . Research and application of kapok fiber as an absorbing material: A mini review. Journal of Environmental Sciences. 27. p. 21-32. 2015.
Claims (7)
- Obtention de fibre végétale entourant les fruits de l’espèce Ceiba pentandra
- Élimination de la cire présente sur ladite fibre par lavage à l’éthanol absolu, puis séchage
- Captation des COV par la mise en contact de ladite matière odorante avec ladite fibre végétale
- Désorption des COV à partir de ladite fibre végétale dans un bain d’éthanol absolu
- Filtration pour obtenir un extrait éthanolique contenant les COV Ecological process for extracting VOCs from an odorous material using a plant fiber from the Ceiba species pentandra including the steps of:
- Obtaining plant fiber surrounding the fruits of the Ceiba species pentandra
- Removal of the wax present on said fiber by washing with absolute ethanol, then drying
- Capture of VOCs by bringing said odorous material into contact with said plant fiber
- Desorption of VOCs from said plant fiber in an absolute ethanol bath
- Filtration to obtain an ethanolic extract containing the VOCs
- la matière odorante est placée dans la cuve du réacteur, et la fibre végétale est placée dans un compartiment distinct, l’ensemble étant soumis à un flux d’air circulant de la matière odorante vers la fibre,
- la durée de la mise en contact de la matière odorante et de la fibre végétale est comprise entre 1h et 5h. Method according to one of the preceding claims, in which the capture step is carried out under dynamic conditions in a reactor having a means of circulating air, namely that:
- the odorous material is placed in the reactor tank, and the plant fiber is placed in a separate compartment, the whole being subjected to an air flow circulating from the odorous material to the fiber,
- the duration of contact between the odorous material and the plant fiber is between 1 hour and 5 hours.
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205774408U (en) * | 2016-05-30 | 2016-12-07 | 焦作大学 | Volatile oil retracting device when a kind of fresh Flos Chrysanthemi is dried |
| CN107641871A (en) * | 2017-11-07 | 2018-01-30 | 张伟夫 | Antibacterial kapok composite fibre, antibacterial filling flocculus, antibacterial kapok yarn and fabric |
| KR101841065B1 (en) * | 2017-08-01 | 2018-03-23 | (재)서해환경과학연구소 | Composite for deodorizing toxic gas and method of manufacturing the same, method of deodorizing toxic gas |
-
2023
- 2023-09-01 FR FR2309185A patent/FR3152413B1/en active Active
-
2024
- 2024-08-27 WO PCT/EP2024/073888 patent/WO2025045859A1/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205774408U (en) * | 2016-05-30 | 2016-12-07 | 焦作大学 | Volatile oil retracting device when a kind of fresh Flos Chrysanthemi is dried |
| KR101841065B1 (en) * | 2017-08-01 | 2018-03-23 | (재)서해환경과학연구소 | Composite for deodorizing toxic gas and method of manufacturing the same, method of deodorizing toxic gas |
| CN107641871A (en) * | 2017-11-07 | 2018-01-30 | 张伟夫 | Antibacterial kapok composite fibre, antibacterial filling flocculus, antibacterial kapok yarn and fabric |
Non-Patent Citations (16)
| Title |
|---|
| ABDULLAH M. A. ET AL.: "Physicochemical and sorption characteristics of Malaysian Ceiba pentandra (L.) Gaertn. as a natural oil sorbent", JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS, vol. 177, no. 1-3, 2010, pages 683 - 691, XP026929008, DOI: 10.1016/j.jhazmat.2009.12.085 |
| ALMA L. M. ET AL.: "Fibers Packed in Nylon Nets as Sorbent for Diesel Oil Spill and its ex-situ Bioremediation.", JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT, vol. 16, no. 1, 2013, pages 72 - 8 |
| GRIBEL R. ET AL.: "Flowering phenology and pollination biology of Ceiba pentandra (Bombacaceae) in Central Amazonia", JOURNAL OF TROPICAL ECOLOGY., vol. 15, no. 3, pages 247 - 263 |
| HORI K.: "Excellent oil absorbent kapok Ceiba pentandra (L.) Gaertn. fiber: fiber structure, chemical characteristics, and application", JOURNAL OF WOOD SCIENCE, vol. 46, 2000, pages 401 - 404, XP036680781, DOI: 10.1007/BF00776404 |
| LIM ET AL: "Evaluation of kapok (Ceiba pentandra (L.) Gaertn.) as a natural hollow hydrophobic-oleophilic fibrous sorbent for oil spill cleanup", CHEMOSPHERE, PERGAMON PRESS, OXFORD, GB, vol. 66, no. 5, 25 November 2006 (2006-11-25), pages 955 - 963, XP005730225, ISSN: 0045-6535, DOI: 10.1016/J.CHEMOSPHERE.2006.05.062 * |
| LIM T. T. ET AL.: "Evaluation of hydrophobicity/oleophilicity of kapok and its performance in oily water filtration: Comparison of raw and solvent-treated fibers", INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS., vol. 26, no. 2, 2007, pages 125 - 134, XP022113930, DOI: 10.1016/j.indcrop.2007.02.007 |
| PLANTNET, 30 March 2023 (2023-03-30), Retrieved from the Internet <URL:https:/identify.plantnet.org/fr/the-plant-list/species> |
| SOUMENDRA K.: "Inflorescence in Plants: 3 Important Types (With Diagram", BIOLOGY DISCUSSION., 2015 |
| TROPICOS, 30 March 2023 (2023-03-30), Retrieved from the Internet <URL:https:/www.tropicos.org/home> |
| WANG J. ET AL., COATED KAPOK FIBER FOR REMOVAL OF SPILLED OIL. MARINE POLLUTION BULLETIN, vol. 69, no. 1-2, 2013, pages 91 - 96 |
| WANG J. ET AL.: "Superhydrophobic kapok fiber oil-absorbent: Preparation and high oil absorbency.", CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, vol. 213, 2012, pages 1 - 7 |
| WFO, THE WORLD FLORA ONLINE, 30 March 2023 (2023-03-30), Retrieved from the Internet <URL:http:/www.worldfloraonline.org> |
| WOODWARD C. L., THE CEIBA TREE, 2009 |
| XIANG H. ET AL.: "Investigation on sound absorption properties of kapok fibers", CHINESE JOURNAL OF POLYMER SCIENCE, vol. 31, no. 3, 2013, pages 521 - 529, XP035348625, DOI: 10.1007/s10118-013-1241-8 |
| YING Y. T. ET AL.: "Potential of Ceiba pentandra (L.) Gaertn. (kapok fiber) as a resource for second generation bioethanol: Effect of various simple pretreatment methods on sugar production", BIORESOURCE TECHNOLOGY., vol. 116, 2012, pages 536 - 539 |
| ZHENG Y. ET AL.: "Research and application of kapok fiber as an absorbing material: A mini review", JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCES., vol. 27, 2015, pages 21 - 32 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3152413B1 (en) | 2025-08-29 |
| FR3152413A1 (en) | 2025-03-07 |
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