Simmondsia chinensis (PROTA)

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Simmondsia chinensis (Link) C.K.Schneid.




Protologue: Ill. Handb. Laubholzk. 2(7) : 141 (1907).
Famille: Simmondsiaceae
Nombre de chromosomes: 2n = 26, 52

Synonymes

Noms vernaculaires

Jojoba (Fr). Jojoba, goat nut (En). Jojoba (Po).

Origine et répartition géographique

Le jojoba est indigène des déserts du Sonora et du Mojave de Californie et d’Arizona dans le sud-ouest des Etats-Unis, et des régions limitrophes du nord-ouest du Mexique. La similitude entre la cire de jojoba et l’huile de spermaceti fut découverte pour la première fois en 1933, et l’interdiction d’importation de spermaceti aux Etats-Unis en 1971 a relancé tant la mise en valeur du jojoba en tant que plante oléagineuse que sa diffusion en dehors de son milieu d’origine. Sa production a gagné l’Amérique du Sud et centrale, l’Afrique du Sud, l’Australie et Israël. Des plantations expérimentales ont vu le jour dans de nombreux pays en zones sèches tropicales et subtropicales. De vastes plantations expérimentales ont été créées au Soudan, d’autres plus modestes par ex. au Burkina Faso et au Ghana.

Usages

Les graines de jojoba ont longtemps été consommées crues ou grillées par les Indiens qui en faisaient une boisson très parfumée proche du café. Toutefois, le principal produit de la plante à l’heure actuelle est une cire liquide obtenue à partir des graines, communément appelée “huile de jojoba”, dont les nombreux dérivés sont généralement utilisés dans l’industrie des cosmétiques, comme les produits de soin pour la peau et les cheveux, les huiles de bain, les savons et les pommades. En médecine, elle est appliquée pour soulager les effets du psoriasis et autres affections cutanées. La cire de jojoba et en particulier ses dérivés soufrés sont stables à haute température, ce qui leur permet d’entrer dans la fabrication d’huiles industrielles, de servir d’additifs aux lubrifiants à haute pression et à haute température destinés aux transformateurs et aux boîtes de vitesses, et d’huiles de cisaillage et de filetage en métallurgie. L’huile ou ses dérivés pourraient devenir un carburant pour les moteurs. L’ester méthylique de jojoba est un carburant plus silencieux que le diesel classique et il ne rejette pas de soufre. La cire liquide peut se solidifier et être utilisée dans la confection de bougies par exemple. D’autres applications ont été découvertes dans la fabrication de linoléum et d’encres d’imprimerie. L’huile de jojoba n’est pas digérée par l’homme, et elle a fait l’objet d’essais pour remplacer les matières grasses dans les aliments hypocaloriques. Mais elle provoque des lésions cellulaires et a été écartée en tant qu’huile alimentaire hypocalorique. Le feuillage et les jeunes rameaux font le régal des bovins, des cerfs et des caprins. Pourtant, son rythme de croissance est trop lent pour qu’il puisse devenir une plante fourragère de premier plan. Les tourteaux issus des graines contiennent 30–35% de protéines et servent à l’alimentation animale. Ils ne doivent constituer qu’une infime partie de l’alimentation car toutes les parties du jojoba contiennent le composé modérateur de l’appétit qu’est la simmondsine ; or, même une fois celle-ci éliminée, les tourteaux ne conviennent qu’aux ruminants et encore en quantités limitées. D’autre part, la simmondsine et les tourteaux pourraient trouver des applications dans l’industrie d’alimentation du bétail et des animaux de compagnie en tant qu’additif permettant de réguler l’absorption de divers éléments nutritifs. La simmondsine est déjà commercialisée dans les compléments alimentaires pour sportifs. En Amérique, les indigènes employaient traditionnellement l’huile extraite des graines pour soigner les plaies et les lésions. Au Mexique, l’huile était utilisée traditionnellement pour traiter le cancer, les affections rénales, les rhumes, la dysurie, l’obésité, les douleurs oculaires et les verrues, l’alopécie, et lors de la parturition. Le jojoba est cultivé dans les parcs et les jardins comme plante ornementale.

Production et commerce international

La production annuelle mondiale d’huile de jojoba s’élevait en 2000 à quelque 1500 t. Elle ne cesse de progresser, à raison d’environ 10% par an actuellement, grâce à l’extension de nouvelles plantations et l’arrivée à maturité des plantations existantes. Les Etats-Unis et l’Argentine sont les principaux producteurs et exportateurs, l’Australie, le Chili, l’Egypte, Israël, le Mexique, le Pérou et l’Afrique du Sud en produisant de petites quantités. Le sud-ouest des Etats-Unis à lui seul compte près de 17 000 ha de jojoba cultivé.

Les prix des graines et de l’huile de jojoba ont énormément fluctué dans les années 1980 et 1990, passant de US$ 25 à moins de US$ 2 par kg de graines. Depuis la fin des années 1990, le prix de l’huile de jojoba s’est stabilisé aux alentours de US$ 11 par kg.

Propriétés

La graine de jojoba contient approximativement par 100 g : eau 4–5 g, protéines 15 g, cire 50–54 g, glucides totaux 25–30 g, fibres 3–4 g et cendres 1–2 g. La cire de jojoba est jaune d’or et se compose essentiellement d’esters d’acides gras à longue chaîne mono-insaturés et d’alcools gras mono-insaturés, principalement l’eicos-11-énol et l’acide eicos-11-énoïque (tous les deux en C20), le docos-13-énol et l’acide docos-13-énoïque (tous deux en C22) ainsi que de petites quantités d’acide octadéc-9-énoïque (C18) et de tétracos-15-énol (C24). Ces esters sont rares chez les plantes et remplacent les réserves graisseuses ordinaires. Les liaisons insaturées sont sensibles aux réactions chimiques telles que la sulfuration, la saturation et l’isomérisation. La composition de la cire de jojoba lui permet de résister à des températures élevées pouvant atteindre 300°C puisqu’elle a un point d’éclair à 295°C, un point de feu à 338°C, et une faible volatilité. Les propriétés de la cire de jojoba sont comparables à celles du sébum sécrété par la peau de l’homme et elle peut être utilisée pour huiler la peau et les cheveux afin de les protéger du rayonnement ultraviolet par ex. La cire est relativement dépourvue de toxicité, biodégradable et ne rancit pas.

Le tourteau de jojoba contient 25–30% de protéines brutes et est riche en fibres alimentaires. Les protéines montrent un déséquilibre des acides aminés soufrés : en effet, la teneur en cystine est élevée, alors que celle en méthionine est basse. Toutes les parties de la plante contiennent des toxines modératrices de l’appétit, la simmondsine ainsi que des glucosides voisins, les cyanométhylène-cyclohexyls. Les effets toxiques du jojoba semblent être dus en grande partie aux propriétés antiappétantes de la simmondsine 2-férulate. Les graines contiennent 2,25–2,34% de simmondsine, les coques 0,19%, le bois de cœur 0,45%, les feuilles 0,19–0,23%. La simmondsine est particulièrement toxique pour les non ruminants et la volaille. Des rats dont le régime alimentaire se composait de 30% de tourteau de jojoba sont morts de faim au bout de 2 semaines. Une alimentation à base de 10% de tourteau de jojoba a provoqué une baisse de leur poids et de leur taux de croissance, mais ils n’en sont pas morts. En complément alimentaire, les tourteaux entraînent une mue forcée de la volaille et perturbent aussi sa reproduction. Aux Etats-Unis, la Food and Drugs Administration (FDA) autorise l’ajout de 5% de tourteau détoxifié aux aliments du bétail.

Falsifications et succédanés

La cire de jojoba a des propriétés comparables à celles du spermaceti (Physeter macrocephalus et ses voisins) et à l’huile d’un poisson pélagique, l’empereur (Hoplostethus atlanticus), mais elle les dépasse en longueur de chaîne. Tandis que la chasse commerciale au cachalot est illégale, la pêche hauturière prend souvent l’empereur dans ses filets, mais les réserves de l’espèce animale s’amenuisent rapidement.

Les gènes qui codent pour les enzymes responsables de la production d’acides gras à longue chaîne et d’alcool à longue chaîne, de même que le gène codant pour la formation de la cire, ont été isolés de plantes de jojoba et incorporés dans des espèces de Brassica qui conviennent mieux à des modes de production intensifs et bon marché.

Description

Arbuste sempervirent, dioïque, à nombreuses tiges et fortement ramifié, atteignant 2,5(–6) m de haut, à tiges érigées ou semi-prostrées, à jeunes parties recouvertes généralement de poils doux. Feuilles opposées décussées, simples et entières, sans stipules, presque sessiles ; limbe ovale à elliptique, de 1,5–4 cm × 0,5–2 cm, coriace. Fleurs unisexuées, régulières, dépourvues de pétales ; fleurs mâles en fascicules axillaires, denses, jaunâtres, avec environ 5 sépales frangés d’environ 6 mm de long et 8–16 étamines libres à courts filets trapus ; fleurs femelles généralement solitaires, verdâtres, avec environ 5 sépales foliacés d’environ 13 mm de long, ovaire supère, 3-loculaire, styles 3, réfléchis. Fruit : capsule ovoïde, obtuse-triangulaire, en partie enchâssée par les sépales hypertrophiés, 3-valve, contenant 1(–3) graines. Graines ovoïdes, de 1–1,5(–3) cm de long, marron clair à noires ; cotylédons épais, charnus.

Autres données botaniques

Simmondsia, le seul genre des Simmondsiaceae, comprend une seule espèce. Auparavant, il était classé sous les Buxaceae, mais il diffère par la structure de sa fleur, la morphologie de son pollen, l’embryologie et la phytochimie.

Croissance et développement

Après la germination, le jojoba forme une racine pivotante qui pénètre profondément dans le sol (jusqu’à 10 m), et qui peut atteindre 60 cm avant la levée de la pousse. Après la racine pivotante, c’est au tour de plusieurs racines latérales de se développer en profondeur, mais l’étalement latéral du système racinaire est limité. Un système de fines racines secondaires se développe à proximité de la surface. Les individus sauvages peuvent devenir de petits arbres, en particulier en zone humide, mais la plupart du temps ce sont des arbustes à plusieurs tiges. Les feuilles de jojoba peuvent tomber à la suite d’une grande sécheresse mais vivent en général 2–3 ans. Le jojoba a une photosynthèse en C3.

L’anatomie de la tige chez Simmondsia est particulière et se caractérise par l’absence de cernes annuels de croissance. La croissance secondaire est marquée par une série de cercles concentriques. Avec le temps, une série de cambiums se forme dans le parenchyme secondaire périvasculaire formant ainsi de nouveaux phloème et xylème.

En culture, les plantes mâles peuvent commencer à fleurir 2 ans après la plantation, les femelles jusqu’à 1 an plus tard. La floraison s’effectue uniquement sur de nouvelles pousses et elle est déclenchée par des températures basses. Des cultivars ayant des besoins de vernalisation différents ont été sélectionnés. Les boutons floraux peuvent rester dormants jusqu’à ce qu’il y ait suffisamment d’humidité. Une sécheresse prolongée peut faire avorter les boutons floraux et les jeunes fruits. Les fleurs femelles apparaissent la plupart du temps à un nœud sur deux, mais il existe des sélections qui fleurissent sur chaque nœud.

Le jojoba est anémogame. Le pollen est produit en grandes quantités et les plantes mâles en fleurs sont souvent visitées par les abeilles. Les grains de pollen peuvent parcourir une distance supérieure à 30 m même avec seulement une légère brise, ce qui a pour effet de rendre la pollinisation très efficace. Le développement du fruit nécessite 3–6 mois.

L’espérance de vie du jojoba peut dépasser 200 ans.

Ecologie

Le milieu naturel du jojoba comprend les grands espaces semi désertiques du Sonora et du Mojave, au sud de la Californie, en Arizona et au nord-ouest du Mexique. Son expansion dans des zones où le climat serait plus favorable à son développement semble limitée par sa sensibilité au pâturage. Dans son milieu naturel, il est présent jusqu’à 1500 m d’altitude, dans des régions où les précipitations annuelles atteignent environ 250 mm sur les côtes et environ 400 mm à l’intérieur des terres, et où les températures annuelles moyennes sont comprises entre 16–26°C. A l’intérieur des terres et avec des précipitations inférieures à 300 mm, on ne trouve le jojoba qu’au bord de cours d’eau temporaires ou à la confluence d’eaux de ruissellement. Il tolère les températures extrêmes ; des plantes arrivées à maturité peuvent supporter des minima allant jusqu’à –1°C et des maxima de 55°C. Les dégâts causés par le gel sont fréquents sur les peuplements naturels et représentent un risque non négligeable en culture. Les semis sont très sensibles au gel. Des températures très élevées provoquent le dessèchement des jeunes rameaux, des feuilles et des fruits, sans toutefois entraîner la mort des plantes. Le jojoba pousse sur des sols bien drainés sablonneux, graveleux, neutres à légèrement alcalins (pH 7,3—8,2), souvent riches en phosphore. Certaines sélections tolèrent la salinité ; elles poussent et ont un bon rendement sur des sols dont la conductivité électrique est de 38 dS/m, ou qui sont irrigués avec une eau saline dont la conductivité atteint 7,3 dS/m.

Le jojoba est cultivé dans des zones où la pluviométrie annuelle est comprise entre 300–750 mm. Des précipitations supérieures à 750 mm risquent d’accroître l’incidence des maladies fongiques.

Multiplication et plantation

Les premières plantations de jojoba ont été mises en place à partir de semences récoltées sur des peuplements sauvages, mais elles ne se sont pas avérées productives d’un point de vue économique. Les nouvelles plantations sont nombreuses à utiliser des boutures ou des semences issues de plantes sélectionnées. On peut utiliser la multiplication par boutures de rameau herbacé issues d’arbustes sélectionnés et traités à l’AIB. C’est une plantation en pépinière sous brumisation qui convient le mieux aux boutures. Il leur faut entre 25–40 jours pour prendre racine. Des boutures à cinq nœuds prélevées sur des plantes en pleine croissance donnent des plantes pourvues d’un système racinaire fortement développé. En cas d’utilisation de graines, la germination est possible même au bout de 6 mois, mais leur viabilité chute jusqu’à moins de 40% au bout de 10 ans de stockage à température ambiante. On pratique le semis direct au champ ou le repiquage de plants de pépinière. En pépinière, la graine est semée de préférence dans un sable légèrement alcalin ou dans la vermiculite à des températures de 27–38°C. Les semis ont besoin d’être irrigués et protégés des animaux brouteurs. Le repiquage doit être effectué avec le plus grand soin afin d’éviter d’endommager le système racinaire. Des méthodes de multiplication clonale in vitro rapide ont été mises au point, mais l’endurcissement ultérieur des jeunes plantes demeure problématique. Une fois la terre préparée, les plants sont mis en place en respectant un espacement d’environ 4,5 m entre les lignes et de 2 m sur la ligne, en fonction de l’eau disponible et des impératifs de mécanisation. Si on ne prévoit pas de mécanisation, l’espacement entre les lignes peut être réduit. Des systèmes de haies avec un espacement limité à 15 cm sur la ligne ont également été proposés et adoptés récemment.

La bonne proportion de plantes femelles par rapport aux mâles est de 6:1. En cas d’utilisation des graines, il est donc conseillé de semer dense au départ et d’éclaircir ensuite les plantes mâles en surnombre. Le décalage temporel dans la floraison entre les plantes mâles et les plantes femelles permet une première élimation des plantes mâles indésirables.

Gestion

La lutte contre les mauvaises herbes doit se faire avant la plantation, puis régulièrement au cours des 3 premières années après la plantation. Après quoi, les plantes de jojoba seront assez grandes pour empêcher les mauvaises herbes de pousser en leur faisant de l’ombre. En présence d’animaux herbivores, il faut clôturer les champs. La taille est nécessaire pour éviter que les branches basses ne touchent le sol et il débute d’ordinaire lorsque les plantes ont 1–1,5 an. Plus tard, les plantes femelles sont taillées en culture intensive de façon à leur donner un port érigé. Pour les plantes mâles, un port plus large est plus souhaitable. On continue à mettre au point des systèmes de taille de jeunes plantations issues de boutures. L’irrigation augmente considérablement à la fois la croissance et les rendements, d’autant plus lorsqu’elle est associée avec les engrais NPK. Des régimes d’irrigation oscillant entre 500–1000 mm/an ont été appliqués en Israël. L’apport d’eau doit cesser avant l’hiver de manière à permettre aux plantes de se reposer. La réaction du jojoba à l’apport d’engrais est mal connue.

Maladies et ravageurs

Le jojoba est sensible aux flétrissures fongiques comme Verticillium, Fusarium, Pythium et Phytophthora sur des sols mal drainés. Phytophthora parasitica et Pythium aphanidermatum en particulier, peuvent provoquer la pourriture racinaire dans les plantations. En général, toutefois, ces maladies ne causent pas de dégâts économiques importants. Fusarium oxysporum, Fusarium solani et d’autres maladies communes des pépinières ont été signalées chez des plantes élevées en pépinière. Les animaux herbivores et les rongeurs sont les principaux ravageurs et, dans bien des endroits, les plantations doivent être clôturées. S’il est vrai qu’un certain nombre d’espèces d’insectes se nourrissent de jojoba, ce qui n’est pas anodin pour la croissance ou la production, jusqu’à présent aucune d’elles n’est devenue un véritable ravageur.

Récolte

Dans de nombreux pays la récolte est manuelle, alors que les Etats-Unis, l’Australie et Israël utilisent du matériel spécialement conçu pour récolter le jojoba. En plantations de type verger ou de type haies, les graines peuvent être ratissées sous les arbustes puis ramassées, à condition qu’il n’y ait pas de sous-bois. Les graines de jojoba ne mûrissant pas toutes en même temps, plus d’un passage peut donc s’avérer nécessaire.

Rendement

Dans les premières plantations, les jojobas issus de graines ne donnaient que quelques centaines de kg de graines/ha et n’étaient pas rentables d’un point de vue économique. Dans les plantations clonales plus récentes, les rendements peuvent atteindre environ 1000 kg/ha en culture pluviale moyenne et 2000 kg/ha en culture irriguée, mais des rendements jusqu’à 4000 kg/ha ont été signalés.

Traitement après récolte

La graine de jojoba a besoin d’être nettoyée et séchée jusqu’à 9–10% d’humidité avant d’être stockée. L’huile est extraite des graines par pressage. Pour de nombreuses utilisations industrielles, il n’est pas nécessaire de procéder à un raffinage supplémentaire.

Ressources génétiques

La plus importante collection de ressources génétiques de jojoba, riche de plus de 150 entrées, est conservée à l’USDA-ARS National Arid Land Germplasm Resources Unit, Parlier, Californie, Etats-Unis. Plusieurs stations régionales (Regional Plant Introduction Stations) possèdent aussi du matériel génétique à évaluer et diffuser. D’autres collections sont détenues par Israël et l’Australie.

Sélection

Chez le jojoba, la variabilité génétique est étendue et la sélection des caractères désirés peut être menée à bien dans des plantations hétérogènes issues de graines de plantes sauvages. Le travail de sélection est axé sur le rendement, la teneur en huile et en simmondsine. Parmi les objectifs de sélection supplémentaires figurent un ratio élevé entre boutons floraux et nœuds, la tolérance au gel et de faibles besoins de vernalisation. La sélection de plantes adaptées à une récolte mécanique est aussi en cours. Des clones supérieurs ont été découverts en Australie, en Israël et aux Etats-Unis. Parmi les clones à haut rendement et ne nécessitant que peu de vernalisation, on trouve ‘Q-106’, ‘MS 58–13’ et ‘Gvati’ en provenance d’Israël.

Perspectives

Grâce à la forte demande actuelle en huile, le jojoba peut être considéré comme une plante promise à un bel avenir, même si l’enthousiasme débordant du début qui voyait en lui une espèce très rentable pour les zones sèches et semi-arides est retombé après les nombreux efforts infructueux pour réussir à le cultiver dans une optique économique. De nouvelles plantations qui se lancent dans la production vont continuer à consolider l’offre et à empêcher les prix de monter. Il n’est pas non plus exclu que la concurrence acharnée venant des espèces de Brassica génétiquement modifiées ait une influence négative sur le marché. Néanmoins, des plantations bien gérées alliées à l’utilisation d’un matériel végétal à haut rendement et adapté aux conditions locales devraient permettre de garder espoir. Des essais complémentaires menés sur le jojoba dans les régions sèches d’Afrique tropicale, comme au Soudan et dans la zone sahélienne, sont donc préconisés.

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Sources de l'illustration

  • Oyen, L.P.A., 2001. Simmondsia chinensis (Link) C.K. Schneider. In: van der Vossen, H.A.M. & Umali, B.E. (Editors). Plant Resources of South-East Asia No 14. Vegetable oils and fats. Backhuys Publishers, Leiden, Netherlands. pp. 134–138.

Auteur(s)

  • D.M. Modise

University of South Africa, P.O. Box 392, Pretoria 0003, South Africa

Consulté le 4 juillet 2022.


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