Oil plants

Definitions

Under the name of oil plants, all plants producing oil or fat are included. Most of them are annual plants cultivated for their seeds, but we also find the seeds of many palms. More rarely (olive oil, palm oil), the oil is extracted from the fruit pericarp.

An oil is a lipid which is liquid at room temperature, and a vegetable fat is a lipid which is solid at room temperature. As a result, this distinction is relative : palm oil is an oil in tropical climates, and tends to be a fat in temperate areas.

The generic term vegetable fat (MGV) is often used for "non noble" fats, such as cocoa butter substitutes, or for industrially processed products.

Butter, strictly speaking, comes from cow milk. By analogy of texture, MGV semi-solid at room temperature are qualified as butter, such as cocoa butter or shea butter.

In spite of its name, jojoba oil is not an oil, but a liquid wax.

On qualifie enfin d'huile les huiles essentielles, qui n'ont rien à voir avec des matières grasses. L'usage du mot huile vient d'une époque où, sans les connaissances chimiques actuelles, on appelait huile toute substance non miscible dans l'eau.

Composition

On exprime habituellement la composition d'une huile ou d'une graisse par la nature et la teneur de ses acides gras. Si les huiles diffèrent par leurs acides gras, il convient de rappeler qu'une huile est essentiellement constitué de triglycérides (ou triacylglycérols). Ceux-ci associent un alcool, le glycérol (toujours le même) à trois acides gras (identiques ou différents). Cela donne un grand nombre de combinaisons. Dans l'huile d'olive, on a ainsi mis en évidence plus de 19 triglycérides différents, les plus fréquents étant la trioléine OOO, la palmitodioléine POO, la linoléodioléine LOO et la palmito-linoléooléine PLO. La présence d'acides gras libres (qui donne l'acidité d'une huile) est considérée comme un défaut.

Les huiles végétales contiennent également de faibles quantités de stérols, de lécithines, de vitamines (vitamine E ou tocophérol, vitamine A) et d'arômes. On y trouve aussi parfois des cires et des gommes.

Properties

Fusion point

Un triglycéride se caractérise par un point de fusion précis. Comme une matière grasse en contient de nombreux différents, elle a plutôt une large plage de fusion. En conservant une bouteille d'huile à la cave ou au réfrigérateur, chacun peut constater qu'une partie de l'huile fige et qu'une autre reste liquide. La largeur de la plage de fusion explique aussi que de nombreuses matières grasses sont pâteuses ou semi-liquides ; cela traduit le fait qu'une partie seulement des triglycérides sont solidifiés.

Par contre, le beurre de cacao est constitué d'un seul triglycéride, la palmitooléostéarine ou POS, et a donc un point de fusion précis, 34-35°C. La proximité de cette température avec celle du corps humain (37°C) explique une propriété du chocolat, qui reste solide dans la main mais fond en bouche. C'est aussi pour cette raison que le beurre de cacao a été utilisé pour les suppositoires, qui doivent fondre une fois introduits.

Le beurre de karité a une plage de fusion similaire : 32-45°C, ce qui le rend adapté aux produits cosmétiques en général, et au rouge à lèvre en particulier.

Smoking point

Le point de fumage ou température critique est la température au-delà de laquelle les composants de l'huile commencent à se dégrader en fumant, donnant des composés toxiques (benzopyrène, acroléine). Or les températures nécessaires pour la friture sont de 230°C en usage domestique et 240°C en usage industriel.

D'après le tableau donné par Wikipedia, il apparaît que l'huile de palme (pf 240-260) convient à la cuisson, et que l'huile de colza (pf 204) ne convient que pour les salades. Ce qui est moins connu, c'est que les autres huiles (arachide, olive, tournesol, sésame, soja) ne sont aptes à la cuisson que si elles sont purifiées industriellement. Autrement dit, les composants autres que les triglycérides contribuent à abaisser considérablement le point de fumage.

Ce phénomène est bien connu des amateurs de cuisine au beurre, qui commencent par ôter la fraction protéique du beurre en le clarifiant, ce que les Indiens appellent le ghi et les Arabes samna ou smen. Le ghi a un pf de 250°C. En Occident, cette huile de beurre ou butteroil n'est guère utilisée que par les industriels.

Derived produits

Margarines

Si la première margarine a été obtenu à partir de graisses animales, les margarines actuelles sont à base d'huiles végétales. Comme le beurre, une margarine est une émulsion d'eau dans l'huile (alors que la crême fraîche est une émulsion d'eau dans l'huile). L'objectif est de produire un corps gras tartinable, donc semi-solide à température ambiante. Plus précisément, elle doit rester semi-solide jusqu'à 32°C, mais être liquide à 37°C (la température du corps) pour être agréable à consommer. Cette texture s'obtient par l'hydrogénation d'acides gras insaturés, qui sature une partie des doubles liaisons. Cette saturation augmente le point de fusion du corps gras (qui passe de liquide à solide à température ambiante. Mais l'hydrogénation favorise aussi l'isomérisation des acides gras (au niveau des liaisons doubles qui restent), qui passent de cis à trans. La présence d'acides gras trans (surtout industriels) est considérée comme nocive pour la santé humaine.

En industrie alimentaire, on utilise des "margarines sans eau", appelées shortening en anglais, ou matière grasse en français.

Soaps

Des bases comme la soude ou la potasse hydrolysent les glycérides, ce qui donne d'un côté du glycérol, de l'autre du savon, autrement des dit des carboxylates de sodium ou de potassium. La saponification est d'ailleurs une méthode qui permet de calculer le taux d'insaponifiable d'un corps gras, constitué d'autres composés que des triglycérides.

Siccative oils

La capacité d'une huile à "sécher" relève de la polymérisation des acides gras, qui forme ainsi un film superficiel. La polymérisation résulte de l'oxydation des doubles liaisons chez les acides gras insaturés.

Main references

Gunstone, Frank D., 2004. The chemistry of oils and fats. Sources, composition, properties and uses. Oxford, Blackwell - CRC Press. 288 p.

Röbbelen, Gerhard, Downey, R. Keith et Ashri, Amram (eds), 1989. Oil crops of the world. Their breeding and utilization. New-York, McGraw-Hill. 554 p. chapters : peanut, Brassica species, safflower, sesame, poppy, niger, cotton, linseed, maize, castor, jojoba, olive, oil palm, coconut, neotropical oil palms (Orbignya, Oenocarpus, Jessenia), new annual oil crops (Cuphea, Euphorbia, Limnanthes, Crambe, Lesquerella). Good general statements.

Mosca, Giuliano (ed.), 1998. Oleaginose non alimentari. Bologna, Edagricole. 162 p. (Collana Prisca).

PROSEA 14, 2001. Plant resources of South-East Asia. vol. 14. Vegetable oils and fats. ed. by H.A.M. van der Vossen and B.E. Umali. Leiden/Wageningen, Backhuys/PROSEA. 231 p.

PROTA 14, 2007. Plant resources of tropical Africa. vol. 14. Vegetable oils. ed. by H.A.M. van der Vossen & G.S. Mkamilo. Wageningen, PROTA Foundation - Backhuys - CTA. 237 p.

Salunkhe, K., Chavan, J.K., Adsule, R.N. & Kadam, S.S., 1992. World oilseeds. Chemistry, tehnology, and utilization. New-York, AVI - Van Nostrand Reinhold. XX-554 p. quite complete botanically.

Vollmann, Johann & Rajcan, Istvan (eds), 2009. Oil crops. (Handbook of plant breeding). XVI-548 p. includes Lesquerella and Cuphea.

Weiss, E.A., 1983. Oilseed crops. London, Longman. X-660 p. includes : castor, crambe, niger and jojoba.