Que sont les extraits de CO2 ? Mystère et méthodes expliqués

Les extraits de CO2 sont devenus extrêmement populaires au cours de la dernière décennie dans les secteurs de l’alimentation, des parfums et arômes, des produits pharmaceutiques et des compléments alimentaires, ainsi que dans l’industrie cosmétique. Malgré leur popularité, les extraits de CO2 restent un mystère, même pour certains détaillants. Donc, si vous êtes dérouté par les extraits de CO2, vous n’êtes pas seul !

Nous connaissons probablement tous, depuis nos cours de chimie à l’école, les trois états physiques des matériaux : les gaz, les liquides et les solides. Ceux-ci sont tout à fait logiques. Cependant, lorsqu’il s’agit de termes techniques de chimistes cosmétiques tels que les fluides supercritiques ou les cristaux liquides – qui reviennent tous deux dans les discours sur les extraits de CO2, il se peut que nous n’ayons aucune idée de ce qu’ils sont ni ne soyons capables de visualiser les matériaux décrits.

Si vous avez du mal à comprendre les extraits de CO2, lisez la suite car dans ce post, nous visons à les démystifier pour vous.

Qu’est-ce qu’un extrait ?

Il est clair que les extraits de CO2 ont quelque chose à voir avec le gaz carbonique, mais avant de voir comment ils sont produits et pourquoi nous pourrions l’utiliser dans nos formulations, nous devons clarifier ce que nous entendons par le terme  » extrait « .

Malheureusement, il n’existe pas de définition claire d’un extrait lorsqu’il s’agit de la nomenclature des ingrédients cosmétiques. Pour ajouter à la confusion, il existe également de nombreuses façons de créer un extrait.

Méthodes d’extraction typiques

Vous pouvez faire tremper du matériel végétal dans une huile, par exemple, et le laisser reposer quelques heures, quelques jours ou quelques semaines avant de filtrer le matériel. Les matières végétales infusées dans des huiles porteuses peuvent être macérées – finement hachées – pour accélérer le processus.

Vous pouvez décider de chauffer la matière, d’utiliser une agitation mécanique ou des ultrasons et une source d’énergie pour briser les cellules végétales. Dans ce cas, les résultats seraient toujours appelés un extrait bien que les composants de l’extrait obtenu par ces méthodes présenteraient des différences en termes de qualité et de quantité.

Vous pouvez même décider de rendre le processus d’extraction plus complexe et d’utiliser un solvant que vous pouvez retirer ultérieurement ; le résultat serait toujours appelé un « extrait ».

Les solvants volatils typiques utilisés pour extraire les matières végétales sont le n-hexane, l’acétone, le chloroforme, le méthanol, l’éthanol et ainsi de suite. Le solvant est évaporé et re-condensé pour être réutilisé. L’extrait végétal restant est ensuite traité en fonction des propriétés individuelles de la plante et de l’application souhaitée de l’extrait.

L’extraction à l’hexane et à l’éthanol est encore largement utilisée dans les industries pharmaceutiques, alimentaires et cosmétiques. Si l’extraction à l’acétone, au chloroforme ou au méthanol est peu utilisée dans la préparation des biens de consommation, l’extraction à l’hexane est très souvent utilisée dans les industries cosmétiques et pharmaceutiques conventionnelles. Toutefois, notez que la formulation biologique n’accepte que l’extraction à l’éthanol comme moyen acceptable d’extraction du principe actif.

Comment fonctionne l’extraction au CO2 ?

Nous savons tous que le CO2 (dioxyde de carbone) est un gaz à température ambiante. Il s’agit du même gaz infâme responsable du changement climatique et chaque industrie responsable et durable tente de réduire ses émissions de CO2.

Lorsqu’il est gardé sous contrôle, c’est en fait un gars assez sympathique : il est inerte donc sans odeur ni couleur ; il est non toxique ; il a le statut GRAS (ce qui signifie qu’il est généralement reconnu comme sûr selon les règles de la FDA) ; et il est abordable et disponible.

Le CO2 a la capacité de se comporter comme un fluide lorsqu’il est comprimé dans certaines conditions. Se comportant comme un fluide, il peut dissoudre des matériaux non polaires de faible poids moléculaire dans un processus connu sous le nom d’extraction par fluide supercritique (SCF).

Les avantages de cette méthode d’extraction par rapport aux extractions et pressages conventionnels sont :

• Plus basse température de fonctionnement : les composants sensibles à la chaleur restent intacts ;
• Exclusion de l’oxygène : les composants sensibles à l’oxydation restent intacts;
• Sélectivité plus élevée et transfert de masse plus important, ce qui conduit à un rendement plus élevé et à une durée de conservation plus longue;
• Procédé plus propre à la fois en termes d’impact environnemental et de rendement;
• Durée de conservation plus longue du produit par rapport aux méthodes d’extraction conventionnelles ; et une
• Saveur et un parfum plus fins par rapport aux produits conventionnels.

L’extraction SCF présente quelques inconvénients mineurs :

• Des coûts et des exigences technologiques plus élevés par rapport à une extraction conventionnelle de macération ;
• Usuellement une couleur très intense de l’extrait ; et
• Les extraits de CO2 coûtent généralement plus cher.

Les composants des extraits de CO2

Le CO2 supercritique agit comme un solvant lipophile et peut transporter des matières végétales lipophiles (qui aiment l’huile) telles que des molécules volatiles (sesquiterpènes, monoterpènes, terpénols, etc.), les triacylglycérides, les tocophérols et les tocotriénols, la plupart des phytostérols et des caroténoïdes ainsi que le squalène.

Le CO2 supercritique agit comme un solvant lipophile & peut transporter du matériel végétal oléophile Click To Tweet

Voilà pour cette longue liste, mais ce n’est pas l’histoire complète de ce que contiennent les extraits de CO2.

Selon le matériel végétal et les conditions d’extraction, les extraits de CO2 contiennent les mêmes composants que les huiles végétales fixes (huiles porteuses), les extraits conventionnels ou les huiles volatiles (huiles essentielles).

Cela semble vraiment confus, n’est-ce pas ?

Pour ajouter à la confusion, quels que soient les composants d’un extrait de CO2, ils sont tous appelés  » extrait « . It means: cinnamon CO2 » extract (similar to cinnamon essential oil) and raspberry CO2 extract (similar to raspberry fixed oil pressed from the seeds) and calendula CO2 extract (comparable to calendula infusion in a carrier oil) all have the INCI name of « extract ». This complicates things further for the novice formulator trying to decipher the make-up of their ingredients.

Comparing CO2 Extracts with Conventional Extracts

For greater clarity, let’s compare some CO2 extracts with their counterpart conventional extracts.

Cardamon Essential Oil vs. CO2 Extract

Evening Primrose Pressed Oil vs. CO2 Extract

Note: Le CO2 pouvant extraire des matières volatiles, les extraits de CO2 peuvent contenir les mêmes allergènes que les huiles essentielles. Ceux-ci doivent être déclarés sur les étiquettes de vos produits si leur concentration dépasse une certaine limite. Lorsque vous achetez des extraits de CO2, demandez à votre fournisseur l’analyse ou la liste des allergènes.

Comme vous pouvez le constater, les composants des extraits de CO2 sont très similaires à ceux de leurs homologues fixes ou huiles essentielles. L’une des rares exceptions est la camomille pour laquelle la couleur de l’extrait CO2 est quelque peu verdâtre par rapport à la belle huile essentielle bleue dont nous savons qu’elle est produite lors de la distillation et par la conversion de la matricine en chamazulène.

Il existe cependant une différence remarquable entre les extraits CO2 et les huiles macérées et cela ne devrait pas être une surprise.

In macerated oils, the plant material is submerged under a neutral carrier oil (read our previous blog post on the 8 Best Oils for Botanical Oil Infusions) and is left, with periodic agitation, for a few hours to a few weeks before being filtered.

Sometimes a gentle heat is applied to increase the extraction yield but usually maceration is carried under 40 degrees. It is obvious that the potency and the concentration of active components is much higher in a CO2 extract compared to a macerated oil.

Look at the main component of arnica CO2 extract compared to an arnica maceration in sunflower oil.

Arnica Maceration in Sunflower Oil vs. CO2 Extract

CO2 extracts contain the same lipophilic components as carrier oils, extracts or essential oils Click To Tweet

CO2 Extracts: Summary and Conclusions

CO2 extracts can vary – depending on the plant material and extraction conditions – between macerated extracts, pressed oils or essential oils. Leur prix élevé est compensé par une qualité supérieure, une durée de conservation plus longue et un dosage d’application plus faible par rapport aux huiles, extraits ou huiles essentielles conventionnels.

Ils ont tous la définition « extrait » dans leurs noms INCI et, à moins que vous ne receviez des informations de votre fournisseur sur les constituants, il est difficile de deviner ce qui se cache dans l' »extrait ». Les extraits contenant des matières volatiles peuvent contenir des allergènes de parfum tout comme les huiles essentielles.

Tout compte fait, les extraits de CO2 sont un excellent ajout à la réserve de tout formulateur.

Quel est votre extrait de CO2 préféré ? Laissez-nous un commentaire ci-dessous et partagez vos pensées !